CN102543275B

CN102543275B - 音乐、图像用电缆

Info

Publication number: CN102543275B
Application number: CN201110327764.8A
Authority: CN
Inventors: 青山正义; 鹫见亨; 后藤正义
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 2010-10-20
Filing date: 2011-10-20
Publication date: 2016-01-20
Anticipated expiration: 2031-10-20
Also published as: US20120097420A1; CN102543275A; US8835766B2; US9293231B2; JP5569330B2; JP2012089360A; US20140318827A1

Abstract

本发明的课题是提供一种具有高导电性且即使为软质铜材也具有高弯曲寿命的音乐、图像用电缆。本发明涉及的音乐、图像用电缆是将在铜导体的外周形成有绝缘层的多根绝缘电线并行排列成的音乐、图像用电缆，上述铜导体由含有纯铜和添加元素、剩余部分为不可避免的杂质的软质低浓度铜合金材料构成，所述软质低浓度铜合金材料具有下述再结晶组织，所述再结晶组织具有表层的晶粒小于内部的晶粒的粒度分布，所述表层的结晶组织从所述表层的表面向着上述软质低浓度铜合金材料的内部直至50μm深度的平均晶粒尺寸为20μm以下。

Description

音乐、图像用电缆

技术领域

本发明涉及音乐、图像用电缆。

背景技术

在近年的科学技术中，电被用于作为动力源的电力、电信号等所有部分，为了传送它们而使用电缆、引线等导线。因此，作为用于该导线的原材料，使用铜、银等电导率高的金属，特别是考虑到成本方面等，极大多数使用铜线。

所有铜中，根据其分子的排列等进行大致分类，可以分成硬质铜和软质铜。因此根据利用目的来使用具有所希望的性质的种类的铜。

就电子部件用引线而言，多数使用硬质铜线，另一方面，用于医疗设备、产业用机器人、笔记本型个人电脑等电子设备等的电缆由于在反复负载由苛刻的弯曲、扭转、拉伸等组合而成的外力的环境下使用，因此硬直的硬质铜线是不恰当的，可以使用软质铜线。

就用于这样的用途的导线而言，要求导电性良好(高电导率)且弯曲特性良好这样的相反特性，但是迄今为止，还在进行维持高导电性和耐弯曲性的铜材料的开发。

例如，关于拉伸强度、伸长率和电导率良好的耐弯曲电缆用导体，已知将铜合金形成线材的耐弯曲电缆用导体，特别是所述铜合金在纯度99.99wt％以上的无氧铜中以0.05～0.70质量％的浓度范围含有纯度99.99wt％以上的铟、以0.0001～0.003质量％的浓度范围含有纯度99.9wt％以上的P(例如，参照专利文献1。)。

在音乐、图像用电缆中，有音频电缆、视频电缆、扬声器电缆、S端子视频电缆、D端子视频电缆、HDMI电缆等。例如，音频电缆可在用放大器等再现CD播放机的立体声等时使用。此外，视频电缆可在用立体电视再现DVD播放机、录像机的图像和立体声等时使用。此外，扬声器电缆可在用扬声器再现放大器的声音等时使用。

此外，S端子视频电缆可在用带S端子的立体电视再现HDD/DVD刻录机等的S图像等时使用，D端子视频电缆可在用带D端子的立体电视再现HDD/DVD刻录机、数码播放调谐器的图像等时使用，HDMI电缆可在用带HDMI端子的立体电视再现HDD/DVD刻录机的图像和声音等时使用。

在这些电缆的导体所用的铜的种类中，可列举韧铜(TPC)、无氧铜(OFC)、线形结晶状的无氧铜(LC-OFC)、单晶状的无氧铜(PCOCC)、纯度99.9999％(6N)的OFC(6N-OFC)等。此外，有将这些原材料用作硬铜线的想法。这是因为认为晶粒的平均长度越长，电缆的传输损耗就越少，因此音质和画质的恶化就越少。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2002-363668号公报

发明内容

发明所要解决的课题

然而，对于硬铜线而言，晶粒的长度通常按照TPC、OFC、6N-OFC、LC-OFC、PCOCC的顺序变长，但如果进行加热而形成软铜线，则晶粒长度的差异变得不明显。例如，LC-OFC由于加热而线形大结晶结构崩解，并且再结晶化而形成小的晶粒。这是因为通常认为晶界数越少，电缆的传输损耗就越少，因此音质和画质的恶化就越少，从音质、画质的提高方面出发，要求在软铜线的状态下晶界数少的导体。

此外，在硬铜线的状态下，例如，如果卷绕在拉丝绞盘上而拉出，则线上会残留皱痕，而且由于伸长率小，因此容易断线。因此，难以将硬铜线作为电缆的导体进行加工。

例如，还存在将OFC等用作软铜线的情况，虽然可获得晶粒的大小在容许范围内的软铜线，但为了进一步提高音质，而需要增大晶粒的大小、减少晶界数，对于软铜线而言，要求晶界数少的铜线。

因此，本发明的目的是提供具有高导电性且即使为软质铜材也具有高弯曲寿命的音乐、图像用电缆。此外，本发明的另一目的是提供虽然是软铜线但具有与OFC等的铜线相比具备大的晶粒的结晶组织，且弯曲性优异的音乐、图像用电缆。

为了解决上述课题，本发明提供了一种音乐、图像用电缆，其是将在铜导体的外周形成有绝缘层的多根绝缘电线并行排列成的音乐、图像用电缆，所述铜导体由含有纯铜和添加元素、剩余部分为不可避免的杂质的软质低浓度铜合金材料构成，所述软质低浓度铜合金材料具有下述再结晶组织，所述再结晶组织具有表层的晶粒小于内部的晶粒的粒度分布，所述表层的结晶组织从所述表层的表面向着所述软质低浓度铜合金材料的内部直至50μm深度的平均晶粒尺寸为20μm以下。

此外，为了解决上述课题，本发明提供了一种音乐、图像用电缆，其是将在铜导体的外周形成有绝缘层的多根绝缘电线对绞，在它们的外周覆盖护套而得的音乐、图像用电缆，所述铜导体由含有纯铜和添加元素、剩余部分为不可避免的杂质的软质低浓度铜合金材料构成，所述软质低浓度铜合金材料具有下述再结晶组织，所述再结晶组织具有表层的晶粒小于内部的晶粒的粒度分布，所述表层的结晶组织从所述表层的表面向着所述软质低浓度铜合金材料的内部直至50μm深度的平均晶粒尺寸为20μm以下。

此外，在所述音乐、图像用电缆中，所述添加元素可以选自由Ti、Mg、Zr、Nb、Ca、V、Ni、Mn和Cr所组成的组。

此外，在所述音乐、图像用电缆中，所述Ti可以以TiO、TiO2、TiS、Ti-O-S的任一种形式包含于所述纯铜的晶粒内或晶界。

此外，在所述音乐、图像用电缆中，所述软质低浓度铜合金材料可以含有2质量ppm～12质量ppm的硫、超过2质量ppm且为30质量ppm以下的氧、和4质量ppm～55质量ppm的钛。

发明的效果

本发明涉及的音乐、图像用电缆可以提供具有高导电性且即使为软质铜材料也具有高弯曲寿命的音乐、图像用电缆。此外，本发明涉及的音乐、图像用电缆可以提供虽然为软铜线但具有与OFC等的铜线相比具备大的晶粒的结晶组织，且弯曲性优异的音乐、图像用电缆。

附图说明

图1是TiS粒子的SEM图像。

图2是表示图1的分析结果的图。

图3是TiO₂粒子的SEM图像。

图4是表示图3的分析结果的图。

图5是Ti-O-S粒子的SEM图像。

图6是表示图5的分析结果的图。

图7是表示弯曲疲劳试验的概略的图。

图8是表示测定在400℃下实施1小时退火处理后的、使用无氧铜的比较例13的盘条和使用在低氧铜中添加了Ti的软质低浓度铜合金线而制作的实施例7的盘条的弯曲寿命得到的结果的图。

图9是表示测定在600℃下实施1小时退火处理后的、使用无氧铜的比较例14的盘条和使用在低氧铜中添加了Ti的软质低浓度铜合金线而制作的实施例8的盘条的弯曲寿命得到的结果的图。

图10是表示实施例8的试样的宽度方向的断面组织的图。

图11是表示比较例14的试样的宽度方向的断面组织的图。

图12是表层中的平均晶粒尺寸的测定方法的示意图。

图13是实施例的LOC-Ti材料的断面图。

图14是比较例的OFC的断面图。

图15是表示伸长率与退火温度的关系的图。

图16是表示音频电缆的图。

图17是表示视频电缆的图。

图18是表示扬声器电缆的图。

符号说明

1同轴电缆

2输入侧管脚插孔

3输出侧管脚插孔

4同轴电缆

5输入侧管脚插孔

6输出侧管脚插孔

7绞线

8电缆

9护套

10环

12夹具

14弯曲头

16锤

20试样

30树脂基板

30a凹凸形状

40导体

50树脂层。

具体实施方式

本实施方式涉及的音乐、图像用电缆使用作为满足电导率98％IACS(国际标准软铜(InternationalAnneldCopperStandard)，以电阻率1.7241×10^-8Ωm为100％时的电导率)以上、优选为100％IACS以上、更优选为102％IACS以上的软质型铜材的软质低浓度铜合金材料来构成。

此外，本实施方式涉及的音乐、图像用电缆使用SCR连续铸造设备，表面损伤少，制造范围宽，可以稳定生产。此外，使用对盘条的加工度为90％(例如从φ8mm的线加工成φ2.6mm的线)时的软化温度为148℃以下的材料来构成。

具体地说，本实施方式涉及的音乐、图像用电缆是将在铜导体的外周形成有绝缘层的多根绝缘电线并行排列成的音乐、图像用电缆，铜导体由含有纯铜和微量的添加元素、剩余部分为不可避免的杂质的软质低浓度铜合金材料构成。此外，软质低浓度铜合金材料具有下述再结晶组织，所述再结晶组织具有表层的晶粒小于内部的晶粒的粒度分布，表层的结晶组织从表层的表面向着软质低浓度铜合金材料的内部直至50μm深度的平均晶粒尺寸为20μm以下。此外，所谓的晶粒，是指铜的结晶组织。

此外，本实施方式的另一方式涉及的音乐、图像用电缆是将在铜导体的外周形成有绝缘层的多根绝缘电线对绞，在它们的外周覆盖护套而得的音乐、图像用电缆，铜导体由含有纯铜和添加元素、剩余部分为不可避免的杂质的软质低浓度铜合金材料构成。由此，软质低浓度铜合金材料具有下述再结晶组织，所述再结晶组织具有表层的晶粒小于内部的晶粒的粒度分布，表层的结晶组织从表层的表面向着软质低浓度铜合金材料的内部直至50μm深度的平均晶粒尺寸为20μm以下。

其中，添加元素选自由Ti、Mg、Zr、Nb、Ca、V、Ni、Mn和Cr所组成的组。作为添加元素，选择选自由Ti、Mg、Zr、Nb、Ca、V、Ni、Mn和Cr所组成的组中的元素的理由是由于，这些元素是容易与其他元素结合的活性元素，由于容易与S结合，因此可以捕捉S，可将铜母材(基体)高纯度化。添加元素可以含有1种以上。此外，在合金中还可以含有不会对合金性质产生不良影响的其他元素和杂质。此外，在以下说明的优选实施方式中，虽然说明了氧含量超过2且为30质量ppm以下说明是良好的，但根据添加元素的添加量和S的含量，在具有合金性质的范围内，可以含有超过2且为400质量ppm以下。此外，Ti可以以TiO、TiO₂、TiS、Ti-O-S的任一种形式在纯铜的晶粒内或晶界析出而含有。

此外，软质低浓度铜合金材料可以含有2质量ppm～12质量ppm的硫、超过2质量ppm且为30质量ppm以下的氧、和4质量ppm～55质量ppm的钛。由于含有超过2质量ppm且为30质量ppm以下的氧，因此在该实施方式中，以所谓的低氧铜(LOC)为对象。

以下，在本实施方式涉及的音乐、图像用电缆的实现中，对本发明人研究的内容进行说明。

首先，纯度为6N(即，99.9999％)的高纯度铜在加工度90％时的软化温度为130℃。因此，关于在可以稳定生产的130℃以上148℃以下的软化温度下，能够稳定制造软质材料的电导率为98％IACS以上、优选100％IACS以上、更加优选102％IACS以上的软质铜的软质低浓度铜合金材料以及该软质低浓度铜合金材料的制造方法，本发明人进行了研究。

这里，准备氧浓度为1～2质量ppm的高纯度铜(4N)，使用设置在实验室的小型连续铸造机(小型连铸机)，将该Cu制成Cu的熔液。然后，在该熔液中添加几质量ppm的钛。接着，由添加了钛的熔液制造φ8mm的盘条。接着，将φ8mm的盘条加工成φ2.6mm(即，加工度为90％)。该φ2.6mm的盘条的软化温度为160℃～168℃，低于该温度的软化温度是不行的。另外，该φ2.6mm的盘条的电导率为101.7％IACS左右。也就是说，本发明人得到如下见解：即使降低盘条中所含的氧浓度、在熔液中添加钛，也无法降低盘条的软化温度，并且电导率低于高纯度铜(6N)的电导率102.8％IACS。

无法降低软化温度、电导率低于6N的高纯度铜的原因推测是由于，含有作为在熔液的制造中不可避免的杂质的几质量ppm以上的硫(S)。即推测，由于在熔液中所含的硫与钛之间未充分形成TiS等硫化物，因此盘条的软化温度未降低。

因此，为了实现软质低浓度铜合金材料的软化温度的降低和软质低浓度铜合金材料的电导率的提高，本发明人研究了以下两个方案。而且，通过将以下两个方案并用于铜盘条的制造，从而得到构成本实施方式的音乐、图像用电缆的软质低浓度铜合金材料。

图1是TiS粒子的SEM图像，图2表示图1的分析结果。另外，图3是TiO₂粒子的SEM图像，图4表示图3的分析结果。此外，图5是Ti-O-S粒子的SEM图像，图6表示图5的分析结果。另外，SEM图像中，拍摄了中央附近的各粒子。图1～6是通过SEM观察和EDX分析来评价具有示于表1的实施例1的由上第三段的氧浓度、硫浓度、Ti浓度的φ8mm的铜线(盘条)的横截面而得的图。观察条件设为加速电压15keV、发射电流10μA。

首先，第1方案是以在氧浓度超过2质量ppm的量的Cu中添加钛(Ti)的状态来制作Cu的熔液。在该熔液中，可认为形成TiS、钛的氧化物(例如，TiO₂)和Ti-O-S粒子。这是来自图1的SEM图像和图2的分析结果、图3的SEM图像和图4的分析结果的考察。另外，图2、图4和图6中，Pt和Pd是进行SEM观察时蒸镀在观察对象物上的金属元素。

接着，第2方案是以通过在铜中导入位错而容易析出硫(S)为目的，将热轧工序时的温度设定在比通常的铜的制造条件的温度(即，950℃～600℃)更低的温度(880℃～550℃)。通过这样的温度设定，可以使S在位错上析出，或者以钛的氧化物(例如，TiO₂)为核而使S析出。作为一例，如图5和图6所示，与熔融铜一起形成Ti-O-S粒子等。

通过以上的第1方案和第2方案，铜中所含的硫结晶并析出，因此在冷拉丝加工后可以得到具有所希望的软化温度和所希望的电导率的铜盘条。

另外，构成本实施方式的音乐、图像用电缆的软质低浓度铜合金材料使用SCR连续铸造轧制设备来制造。这里，作为使用SCR连续铸造轧制设备时的制造条件的限制，设置以下的3个条件。

(1)关于组成

得到电导率为98％IACS以上的软质铜材的情况下，作为含有不可避免的杂质的纯铜(基础原材料)，使用含有3～12质量ppm的硫、超过2质量ppm且为30质量ppm以下的氧、和4～55质量ppm的钛的软质低浓度铜合金材料，由该软质低浓度铜合金材料制造盘条(线坯)。

这里，得到电导率为100％IACS以上的软质铜材的情况下，作为含有不可避免的杂质的纯铜(基础原材料)，使用含有2～12质量ppm的硫、超过2质量ppm且为30质量ppm以下的氧、和4～37质量ppm的钛的软质低浓度铜合金材料。另外，得到电导率为102％IACS以上的软质铜材的情况下，作为含有不可避免的杂质的纯铜(基础原材料)，使用含有3～12质量ppm的硫、超过2质量ppm且为30质量ppm以下的氧、和4～25质量ppm的钛的软质低浓度铜合金材料。

通常，在纯铜的工业制造中，由于在制造电解铜时在铜中引入硫，因此难以使硫在3质量ppm以下。通用电解铜的硫浓度的上限是12质量ppm。

氧浓度低时，构成音乐、图像用电缆的软质低浓度铜合金材料的软化温度难以降低，因此氧浓度控制为超过2质量ppm的量。另外，氧浓度高时，在热轧工序中容易在构成音乐、图像用电缆的软质低浓度铜合金材料的表面上产生损伤，因此控制为30质量ppm以下。

(2)关于分散的物质

优选分散在构成音乐、图像用电缆的软质低浓度铜合金材料内的分散粒子的尺寸小，而且优选分散粒子大量分散在构成音乐、图像用电缆的软质低浓度铜合金材料内。其理由是由于：分散粒子具有作为硫的析出位点的功能，作为析出位点要求尺寸小、数量多。

构成音乐、图像用电缆的软质低浓度铜合金材料中所含的硫和钛作为TiO、TiO₂、TiS或具有Ti-O-S键的化合物、或者TiO、TiO₂、TiS或具有Ti-O-S键的化合物的凝集物而含有，残余部分的Ti和S作为固溶体而含有。作为构成音乐、图像用电缆的软质低浓度铜合金材料，使用TiO具有200nm以下的尺寸、TiO₂具有1000nm以下的尺寸、TiS具有200nm以下的尺寸、Ti-O-S的形态的化合物具有300nm以下的尺寸、且它们分布在晶粒内的软质低浓度铜合金材料。

另外，根据铸造时的熔融铜的保持时间和冷却条件，晶粒内形成的粒子尺寸会变化，因此铸造条件也适当地设定。

(3)关于铸造条件

利用SCR连续铸造轧制，以铸条的加工度为90％(30mm)～99.8％(5mm)制作盘条。作为一例，采用以加工度99.3％制造φ8mm的盘条的条件。以下，对铸造条件(a)～(b)进行说明。

[铸造条件(a)]

熔化炉内的熔融铜温度控制在1100℃以上1320℃以下。熔融铜的温度高时，有气孔增多、产生损伤、同时粒子尺寸变大的倾向，因此控制在1320℃以下。另外，就控制在1100℃以上的理由而言，虽然铜容易凝固、制造不稳定是理由，但是熔融铜温度优选尽可能低的温度。

[铸造条件(b)]

就热轧加工的温度而言，将最初的轧辊的温度控制在880℃以下，并且将最终的轧辊的温度控制在550℃以上。

与通常的纯铜的制造条件不同，为了进一步减小作为熔融铜中的硫的结晶和热轧中的硫的析出的驱动力的固溶限，优选将熔融铜温度和热轧加工的温度设定在[铸造条件(a)]和[铸造条件(b)]中说明的条件。

另外，就通常的热轧加工的温度而言，最初的轧辊中为950℃以下，最终的轧辊中为600℃以上，但是为了进一步减小固溶限，在本实施方式中，最初的轧辊中设定为880℃以下，最终的轧辊中设定为550℃以上。

另外，将最终的轧辊的温度设定在550℃的理由是由于：在低于550℃的温度下获得的盘条的损伤增多，无法将构成所制造的音乐、图像用电缆的软质低浓度铜合金材料用作制品。就热轧加工的温度而言，最初的轧辊中控制在880℃以下的温度，最终的轧辊中控制在550℃以上的温度，并且优选为尽可能低的温度。通过进行这样的温度设定，可以使构成音乐、图像用电缆的软质低浓度铜合金材料的软化温度(从φ8mm加工成φ2.6mm后的软化温度)接近6N的Cu的软化温度(即130℃)。

无氧铜的电导率为101.7％IACS左右，6N的Cu的电导率为102.8％IACS。在本实施方式中，例如直径φ8mm尺寸的盘条的电导率为98％IACS以上，优选为100％IACS以上，更加优选为102％IACS以上。另外，在本实施方式中，制造冷拉丝加工后的线材(例如，φ2.6mm)的盘条的软化温度为130℃以上且为148℃以下的软质低浓度铜合金，并将该软质低浓度铜合金用于音乐、图像用电缆的制造。

为了在工业上使用，作为由电解铜制造的可工业利用的纯度的软质铜线的电导率，要求98％IACS以上的电导率。另外，从工业价值判断，软化温度为148℃以下。由于6N的Cu的软化温度为127℃～130℃，因此从所得的数据将软化温度的上限值设定在130℃。这略微不同是由于存在6N的Cu中所不含的不可避免的杂质。

基础材料的铜优选在竖炉中熔化后，以还原状态流过槽。即，优选在还原气体(例如CO)氛围下，一边控制低浓度铜合金的硫浓度、钛浓度和氧浓度一边进行铸造，并且对材料实施轧制加工，从而稳定地制造盘条。另外，铜氧化物混入和/或粒子尺寸大于规定尺寸会使所制造的音乐、图像用电缆的品质降低。

这里，在构成音乐、图像用电缆的软质低浓度铜合金材料中添加钛作为添加物的理由如下所述。即，由于(a)钛在熔融铜中容易与硫结合从而形成化合物；(b)与Zr等其他金属相比，容易加工且易于处理；(c)与Nb等相比便宜；(d)容易以氧化物为核而析出。

由上，可以得到生产率高，电导率、软化温度、表面品质优异的实用的软质低浓度铜合金材料作为构成本实施方式的音乐、图像用电缆的软质低浓度铜合金材料的原料。另外，也可以在软质低浓度铜合金材料的表面上形成镀层。镀层可以使用例如以锡、镍、银为主成分的材料或者无Pb镀。

另外，在本实施方式中，也可以使用将多根软质低浓度铜合金线绞合成的软质低浓度铜合金绞线。

另外，在本实施方式中，利用SCR连续铸造轧制法来制作盘条，并且利用热轧来制作软质材料，但也可以采用双辊式连续铸造轧制法或普罗佩兹式连续铸造轧制法。

(实施方式的效果)

本实施方式中的音乐、图像用电缆具有高电导率，并且具有高弯曲寿命。另外，本实施方式中的音乐、图像用电缆虽然是软铜线但具有与OFC等铜线相比具备大的晶粒的结晶组织，且弯曲性优异。

实施例

表1表示实验条件和结果。

表1

首先，作为实验材料，制作具有表1所示的氧浓度、硫浓度、钛浓度的φ8mm的铜线(盘条，加工度99.3％)。φ8mm的铜线是利用SCR连续铸造轧制来实施热轧加工而得的。就Ti而言，在还原气体氛围中使通过竖炉熔化的铜熔液流过槽，将流过槽后的铜熔液导入相同的还原气体氛围的铸造罐中，在该铸造罐中，添加Ti后，将其通过喷嘴，利用在铸圈和环形带之间形成的铸模来制作铸条。热轧加工该铸条而制作φ8mm的铜线。接着，对各实验材料实施冷拉丝加工。由此制作φ2.6mm尺寸的铜线。然后，测定φ2.6mm尺寸的铜线的半软化温度和电导率，并且评价φ8mm的铜线中的分散粒子尺寸。

氧浓度通过氧分析器(Leco(注册商标)氧分析器)来测定。硫、钛的各浓度通过ICP发光分光分析来分析。

φ2.6mm尺寸的半软化温度的测定是在400℃以下在各温度保持1小时后，在水中骤冷，实施拉伸试验，由其结果求出。使用室温下的拉伸试验的结果和在400℃下进行了1小时的油浴热处理的软质铜线的拉伸试验的结果来求出，将与表示由这两个拉伸试验的拉伸强度相加后除以2而得到的值的强度对应的温度定义为半软化温度而求出。

如实施方式中所述，优选分散于软质低浓度铜合金线内的分散粒子的尺寸小，且优选分散粒子大量分散于软质低浓度铜合金线内。因此，将直径500nm以下的分散粒子为90％以上的情况作为合格。这里，“尺寸”是指化合物的尺寸，是指化合物的形状的长径和短径中的长径的尺寸。另外，“粒子”表示前述TiO、TiO₂、Ti-O-S。另外，“90％”表示该粒子数目相对于全体的粒子数目的比例。

表1中，比较例1是在实验室中、在Ar氛围中试制直径φ8mm的铜线的结果，添加了0～18质量ppm的Ti。未添加Ti的铜线的半软化温度为215℃，与之相对，添加了13质量ppm的Ti的铜线的软化温度降低至160℃(在实验中是最小温度。)。如表1所示，随着Ti浓度增加至15质量ppm、18质量ppm，半软化温度也上升，无法实现作为所要求的软化温度的148℃以下。另外，虽然工业上要求的电导率为98％IACS以上，但是综合评价不合格(以下，用“×”表示不合格)。

因此，作为比较例2，使用SCR连续铸造轧制法，试制将氧浓度调整至7～8质量ppm的φ8mm铜线(盘条)。

在比较例2中，虽然在利用SCR连续铸造轧制法试制的铜线中，是Ti浓度最小(即，0质量ppm、2质量ppm)的铜线，电导率为102％IACS以上，但由于半软化温度为164℃、157℃，并非所要求的148℃以下，因此综合评价为“×”。

在实施例1中，试制氧浓度和硫浓度大致相同(即，氧浓度：7～8质量ppm，硫浓度：5质量ppm)、并且Ti浓度在4～55质量ppm的范围内的不同的铜线。

Ti浓度为4～55质量ppm的范围，软化温度为148℃以下，电导率也为98％IACS以上102％IACS以上，分散粒子尺寸为500nm以下的粒子是90％以上，是良好的。另外，盘条的表面也洁净，满足所有的制品性能，因此综合评价为合格(以下，用“○”表示合格)。

这里，满足电导率100％IACS以上的铜线是Ti浓度为4～37质量ppm的情况，满足102％IACS以上的铜线是Ti浓度为4～25质量ppm的情况。Ti浓度为13质量ppm时，电导率显示出作为最大值的102.4％IACS，在该浓度的周边，电导率是略低的值。这是由于，在Ti浓度为13质量ppm时，通过以化合物的形式捕捉铜中的硫成分，从而显示出接近于高纯度铜(6N)的电导率。

因此，通过提高氧浓度、添加Ti，可以满足半软化温度和电导率二者。

在比较例3中，试制了使Ti浓度为60质量ppm的铜线。比较例3的铜线虽然电导率满足要求，但半软化温度为148℃以上，不满足制品性能。而且，盘条的表面的损伤也多，难以用作制品。因此，显示出优选Ti的添加量不足60质量ppm。

就实施例2的铜线而言，将硫浓度设定在5质量ppm并且将Ti浓度控制在13～10质量ppm的范围内，通过改变氧浓度来研究氧浓度的影响。

关于氧浓度，分别制作超过2质量ppm且至30质量ppm以下的浓度差异大的铜线。但是，氧浓度不足2质量ppm的铜线由于生产困难而无法稳定制造，因此综合评价为“△”(“△”是“○”和“×”的中间评价。)。另外，即使使氧浓度为30质量ppm，半软化温度和电导率二者也均满足要求。

在比较例4中，氧浓度为40质量ppm的情况下，盘条的表面的损伤多，是无法用作制品的状态。

因此，通过使氧浓度为超过2且为30质量ppm以下的范围内，显示出可以满足半软化温度、电导率102％IACS以上、分散粒子尺寸的任一特性，而且盘条的表面也洁净，可以满足制品性能。

实施例3是将氧浓度和Ti浓度设定在相互接近的浓度、并且使硫浓度在4～20质量ppm的范围内变化的铜线。实施例3中，关于硫浓度小于2质量ppm的铜线，在原料的制约上无法实现。但是，通过分别控制Ti浓度和硫浓度，半软化温度和电导率二者均可以满足要求。

比较例5中，硫浓度为18质量ppm、Ti浓度为13质量ppm的情况下，半软化温度高达162℃，不满足所要求的特性。另外，特别是盘条的表面品质差，难以制品化。

由上，硫浓度为2～12质量ppm的范围的情况下，显示出可以满足半软化温度、电导率102％IACS以上、分散粒子尺寸的任一特性，而且盘条的表面也洁净，可以满足制品性能。

比较例6是使用了6N的Cu的铜线。就比较例6的铜线而言，半软化温度为127℃～130℃，电导率为102.8％IACS，完全未发现分散粒子尺寸也为500以下的粒子。

表2表示作为制造条件的熔融铜的温度和轧制温度。

表2

在比较例7中，在熔融铜温度为1330℃～1350℃且轧制温度为950～600℃下制作φ8mm的盘条。比较例7的盘条虽然半软化温度和电导率满足要求，但关于分散粒子尺寸，存在1000nm左右的粒子，500nm以上的粒子也存在超过10％。因此，判定实施例7的盘条不合适。

实施例4中，将熔融铜温度控制在1200℃～1320℃的温度范围并且将轧制温度控制在880℃～550℃的温度范围来制作φ8mm的盘条。就实施例4的盘条而言，盘条表面的品质、分散粒子尺寸良好，综合评价为“○”。

比较例8中，将熔融铜温度控制在1100℃，并且将轧制温度控制在880℃～550℃的温度范围内，从而制作φ8mm的盘条。就比较例8的盘条而言，由于熔融铜温度低，因此盘条的表面的损伤多，不适合作为制品。这是由于，熔融铜温度低，因此轧制时容易产生损伤。

比较例9中，将熔融铜温度控制在1300℃，并且将轧制温度控制在950℃～600℃的温度范围内，从而制作φ8mm的盘条。就比较例9的盘条而言，由于热轧工序中的温度高，因此盘条的表面品质良好，但是分散粒子尺寸中包含大尺寸，综合评价为“×”。

比较例10中，将熔融铜温度控制在1350℃，并且将轧制温度控制在880℃～550℃的温度范围内，从而制作φ8mm的盘条。就比较例10的盘条而言，由于熔融铜温度高，因此分散粒子尺寸中包含大尺寸，综合评价为“×”。

(软质低浓度铜合金线的软质特性)

表3表示关于使用了无氧铜线的比较例11的盘条和由在低氧铜中含有13质量ppm的Ti的软质低浓度铜合金线制作的实施例5的盘条，测定在不同的退火温度下实施1小时的退火后的维氏硬度(Hv)的结果。

表3

(单位：Hv)

实施例5的盘条具有与表1的实施例1中记载的合金组成相同的合金组成。另外，作为试样，使用2.6mm直径的试样。参照表3显示出，退火温度为400℃的情况和600℃的情况下，比较例11的盘条与实施例5的盘条的维氏硬度是同等水平。因此，实施例5的盘条具有充分的软质特性，并且与无氧铜线相比，也显示出特别在退火温度超过400℃的温度范围内发挥优异的软质特性。

(关于软质低浓度铜合金线的屈服强度和弯曲寿命的研究)

表4表示关于使用了无氧铜线的比较例12的盘条和使用在低氧铜中含有13质量ppm的Ti的软质低浓度铜合金线而制作的实施例6的盘条，测定在不同的退火温度下实施1小时的退火后的0.2％屈服强度值的变化的结果。

表4

(单位：MPa)

参照表4显示，退火温度为400℃和600℃的情况下，比较例12的盘条和实施例6的盘条的0.2％屈服强度值是同等水平。

图7表示弯曲疲劳试验的概略，图8表示测定在400℃下实施1小时的退火处理后的、使用了无氧铜的比较例13的盘条和使用在低氧铜中添加了Ti的软质低浓度铜合金线而制作的实施例7的盘条的弯曲寿命的结果。

作为试样，使用对0.26mm直径的线材在退火温度400℃下实施了1小时的退火而得的试样，比较例13的盘条具有与比较例11的盘条相同的成分组成，实施例7的盘条具有与实施例5的盘条相同的成分组成。

弯曲寿命的测定使用弯曲疲劳试验来实施。弯曲疲劳试验是对试样负载荷重、对试样表面进行拉伸和压缩的反复弯曲应变的试验。具体而言，首先，如图7(A)所示，在弯曲头14所具备的夹具12上固定试样20，并且在弯曲夹具(即环10)之间设置试样20。然后，通过锤16对试样20负载荷重。接着，如图7(B)所示，通过使环10进行90度旋转而使试样20弯曲。通过该操作，在与环10接触的试样20的表面上产生压缩应变，在产生压缩应变的表面的相反侧的表面上产生拉伸应变。

之后，试样20再次回到图7(A)的状态(即，未对试样20施加弯曲的状态)。接着，如图7(C)所示，通过使环10向与图7(B)的情况相反的方向进行90度旋转而使试样20弯曲。通过该操作，在与环10接触的试样20的表面上产生压缩应变，在产生压缩应变的表面的相反侧的表面上产生拉伸应变。然后，试样20再次回到图7(A)的状态。该弯曲疲劳的1个循环(即，将从图7(A)的状态变成(B)的状态、从(B)的状态回到(A)的状态、从(A)的状态变成(C)的状态、从(C)的状态回到(A)的状态的循环作为1个循环。)所需要的时间是4秒。

表面弯曲应变由“表面弯曲应变(％)＝r/(R+r)×100(％)”算出。另外，“R”是线料弯曲半径(30mm)，“r”是线料半径。

如图8所示，与比较例13的盘条相比，实施例7的盘条显示出高的弯曲寿命特性。

图9表示测定在600℃下实施1小时的退火处理后的、使用了无氧铜的比较例14的盘条和使用在低氧铜中添加了Ti的软质低浓度铜合金线而制作的实施例8的盘条的弯曲寿命的结果。

作为试样，使用对0.26mm直径的线材在退火温度600℃下实施了1小时的退火而得的试样，比较例14的盘条具有与比较例11的盘条相同的成分组成，实施例8的盘条具有与实施例5的盘条相同的成分组成。另外，弯曲寿命的测定与图8所示的测定方法同样地实施。其结果，与比较例14的盘条相比，实施例8的盘条显示出高的弯曲寿命特性。

实施例7、实施例8、比较例13和比较例14的盘条的弯曲寿命测定的结果可以理解是由于：在任一退火条件下，实施例7和实施例8的盘条与比较例13和比较例14的盘条相比，0.2％屈服强度值均显示大的值。

(关于软质低浓度铜合金线的晶体结构的研究)

图10表示实施例8的试样的宽度方向的断面组织，图11表示比较例14的试样的宽度方向的断面组织。

参照图11得知，比较例14的晶体结构是整体上大小相等的晶粒从表面部至中央部均匀排列。另一方面，实施例8的晶体结构是整体上晶粒的大小不均，在试样的断面方向的表面附近薄薄地形成的层中的晶粒尺寸与内部的晶粒尺寸相比，极大地减小了。

本发明人认为，比较例14中未形成的表层中所出现的微细晶粒层有助于实施例8的弯曲特性的提高。

通常理解为，如果在退火温度600℃下进行1小时的退火处理，则会像比较例14那样通过再结晶而均匀形成变粗的晶粒。但是，本实施例中，即使在退火温度600℃下进行1小时的退火处理，在表层也残存微细晶粒层。因此，本实施例中，认为可得到虽然是软质铜材但弯曲特性优异的软质低浓度铜合金材料。

另外，基于图10和图11所示的晶体结构的断面照片，测定实施例8和比较例14的试样的表层中的平均晶粒尺寸。

图12表示表层中的平均晶粒尺寸的测定方法的概略。

如图12所示，沿着深度方向以10μm间隔在从0.26mm直径的宽度方向断面的表面直至50μm的深度的长度1mm的线上的范围内，测定晶粒尺寸。然后，由各测定值(实测值)求出平均值，将该平均值作为平均晶粒尺寸。

测定的结果，比较例14的表层的平均晶粒尺寸为50μm，与此相对，实施例8的表层中的平均晶粒尺寸为10μm，差异大。可认为，由于表层的平均粒径尺寸小，因此可抑制弯曲疲劳试验所引起的龟裂的发展，弯曲疲劳寿命延长(即，晶粒尺寸大时，龟裂沿着晶界发展。但是，由于晶粒尺寸小时龟裂的发展方向改变，因此可抑制发展。)。如上所述，这可认为是在比较例和实施例的弯曲特性方面产生了大差异的理由。

另外，就2.6mm直径的实施例6和比较例12的表层中的平均晶粒尺寸而言，测定沿着深度方向距0.26mm直径的宽度方向断面的表面为50μm的深度处的长度10mm的范围内的晶粒尺寸。

测定的结果，比较例12的表层中的平均晶粒尺寸为100μm，与此相对，实施例6的表层中的平均晶粒尺寸为20μm。

为了起到本实施例的效果，作为表层的平均晶粒尺寸的上限值，优选20μm以下。另外，考虑到制造上的界限值，优选为5μm以上的平均粒径尺寸。

图13表示实施例的LOC-Ti材料的断面，图14表示比较例的OFC的断面。

(对扬声器电缆的适用)

扬声器电缆具备导体和绝缘层而构成。例如，通过在由多根0.26mm的铜线料(软质低浓度铜合金线)绞合成的铜绞线所构成的导体的外周覆盖由聚乙烯形成的绝缘层，将其2根并列排列，从而构成扬声器电缆。在该铜线料中，使用与实施例8的材料相同的材料。

这里，上述原材料的制造方法如下所述。即，将熔融铜温度控制在1320℃并且将轧制温度控制在880℃～550℃而制作φ8mm的盘条，对制作的盘条实施拉丝加工，而形成φ2.6mm的原材料。在将该φ2.6mm的原材料进行拉丝加工至φ0.26mm之后，实施退火(400℃，1小时)，获得了上述原材料。另外，作为比较例，除了使原材料为OFC这点以外，准备按照与上述实施例相同的制造方法制作出的原材料。

此外，作为扬声器电缆的其他实施方式，还可以在由多根0.26mm的铜线料绞合成的铜绞线构成的导体的外周覆盖聚乙烯的绝缘层，将其2根对绞，制作出在其外周覆盖有聚乙烯的护套的扬声器电缆。

在上述2个方式中，作为铜线料，在使用与上述实施例7记载的合金组成相同组成的情况下，确认有如下的效果。

1)通过使导体为含有Ti且剩余部分由不可避免的杂质构成、距离表面50μm深度的表层中的平均晶粒尺寸为20μm以下的软质低浓度铜合金线，从而可以提供具有与6N相当的电导率，比6N优异的弯曲性，成本比6N低的扬声器电缆。即，该电缆的导体具有即使在进行400℃×1h的热处理后，在表面的结晶粒径小的情况下内部的结晶也会进行2次再结晶化的特征，因此虽然其为软铜线，但内部具有2次再结晶化了的结晶，且弯曲性优异。

2)由此，在迄今为止的例子中，虽然可以进行结晶的2次再结晶化，但硬铜线难以直接加工成绞线等，此外，通过用软铜线制成容易断线的材料，从而容易加工成绞线等，且如图15所示，与比较例(OFC)相比，由于提高了伸长率，因此可以提供对于弯曲也极难断线的电缆。

另外，图15明确了实施例(图15中的“○”)和比较例(OFC、图15中的◇)的退火条件与原材料的伸长率的关系。该实施例使用与上述扬声器电缆的例子中所示的导体同样的导体。根据图15，在退火温度400℃、1小时的条件下，伸长率在实施例的情况下为45％，在比较例的情况下为42.5％，可以说实施例与比较例相比，伸长率特性优异。

3)此外，参照图14，虽然在比较例(OFC)中也可以确认晶粒大的位置，但可知这些晶粒组织不是单晶组织，而是在晶粒内部散在图中以黑色表示的筋状结晶组织(双晶组织)。因此，将实施例和比较例(OFC)的每单位面积的双晶数进行比较，结果，比较例(OFC)为27.6个/100μm见方，与此相对，实施例为12.4个/100μm见方。由此，实施例的内部的晶粒通过再结晶而变为大的晶粒，并且双晶组织数与OFC相比也少，因此可以说实施例的导体与OFC材料相比，晶界数少。

4)此外，测定实施例和比较例(OFC)的内部结晶尺寸。测定方法为切片法。实施例的内部结晶尺寸为30μm，与此相对，比较例的内部结晶尺寸为24μm，由此可知实施例由其内部结晶尺寸大于比较例的内部结晶尺寸的结晶组织构成。

5)由上述3)和4)可知，与比较例相比，实施例的晶界数少、由内部结晶尺寸大的结晶组织构成，可以说使用了在提高音质、画质方面更优异的导体。

6)在由于成本高而难以采用6N的扬声器电缆的音响迷、音乐业界中，可以提供具有与6N相当的电导率、比6N便宜的扬声器电缆这样的选择，此外，在使用几十米的长扬声器电缆的电影拍摄业界、户外音乐会活动业界中，可以提供即使反复进行电缆的张挂和卷绕，弯曲特性也优异的扬声器电缆。

在上述实施例中，使用扬声器电缆进行了说明，但是也可以使用如下的其他实施例中的导体。

图16是音频电缆。音频电缆可在用放大器等再现CD播放机的立体声等时使用。该音频电缆具备2根同轴电缆1、2个输入侧管脚插孔2、和2个输出侧管脚插孔3而构成。

图17是视频电缆。视频电缆可在用立体电视再现DVD播放机、录像机的图像和立体声等时使用。该视频电缆具备3根同轴电缆4、3个输入侧管脚插孔5、和3个输出侧管脚插孔6而构成。同轴电缆4中的一根为图像用，剩余的二根为音频用。

图18是扬声器电缆。扬声器电缆可在用扬声器再现放大器的声音等时使用。扬声器电缆具备2根使正、负用的绞线7绝缘的电缆8、覆盖它们的护套9而构成。

另外，还可以适用于S端子视频电缆、D端子视频电缆、HDMI电缆。

另外，导体不限于绞线，可以是单线或束线，还可以是镀银铜线的绞线、实施了包漆的绞线。此外，作为绝缘层和护套的绝缘原材料并不限于聚乙烯，例如，更优选使用介电常数比聚乙烯低的材料。此外，还可以在软质低浓度铜合金线的表面形成镀层。作为镀层，可以适用例如以锡、镍、银为主成分的材料，还可以使用所谓的无Pb镀。

以上说明了本发明的实施方式和实施例，但上述记载的实施方式和实施例并不限定权利要求范围所涉及的发明。另外，应该注意，实施方式和实施例中说明的特征的全部组合对用于解决发明课题的手段并不一定是必须的。

Claims

1.一种音乐、图像用电缆，其是将在铜导体的外周形成有绝缘层的多根绝缘电线并行排列成的音乐、图像用电缆，

所述铜导体由含有纯铜和添加元素、剩余部分为不可避免的杂质的软质低浓度铜合金材料构成，

所述软质低浓度铜合金材料具有下述再结晶组织，所述再结晶组织具有表层的晶粒小于内部的晶粒的粒度分布，

所述表层的结晶组织从所述表层的表面向着所述软质低浓度铜合金材料的内部直至50μm深度的平均晶粒尺寸为5μm以上20μm以下。

2.一种音乐、图像用电缆，其是将在铜导体的外周形成有绝缘层的多根绝缘电线对绞，在它们的外周覆盖护套而得的音乐、图像用电缆，

3.如权利要求1或2所述的音乐、图像用电缆，所述添加元素选自由Ti、Mg、Zr、Nb、Ca、V、Ni、Mn和Cr所组成的组。

4.如权利要求3所述的音乐、图像用电缆，所述Ti以TiO、TiO₂、TiS、Ti－O－S的任一种形式包含于所述纯铜的晶粒内或晶界。

5.如权利要求1或2所述的音乐、图像用电缆，所述软质低浓度铜合金材料含有2质量ppm～12质量ppm的硫、超过2质量ppm且为30质量ppm以下的氧、和4质量ppm～55质量ppm的钛。

6.如权利要求3所述的音乐、图像用电缆，所述软质低浓度铜合金材料含有2质量ppm～12质量ppm的硫、超过2质量ppm且为30质量ppm以下的氧、和4质量ppm～55质量ppm的钛。

7.如权利要求4所述的音乐、图像用电缆，所述软质低浓度铜合金材料含有2质量ppm～12质量ppm的硫、超过2质量ppm且为30质量ppm以下的氧、和4质量ppm～55质量ppm的钛。