CN117916401A - 铜合金线、包覆电线、带端子电线、以及铜合金线的制造方法 - Google Patents

Abstract

一种铜合金线，是由铜合金构成的线材，拉伸强度为400MPa以上，断裂伸长率为5％以上，导电率为60％IACS以上，线径为0.5mm以下，所述铜合金的组成为：含有0.05质量％以上且1.6质量％以下的铁、0.01质量％以上且0.7质量％以下的磷、0.05质量％以上且0.7质量％以下的锡，余量由铜以及不可避免的杂质构成，所述铜合金的组织含有结晶，由横截面中的最大晶粒直径与最小晶粒直径之差求得的晶粒直径差为1.0μm以下。

Description

铜合金线、包覆电线、带端子电线、以及铜合金线的制造方法

技术领域

本公开涉及铜合金线、包覆电线、带端子电线、以及铜合金线的制造方法。

本申请主张基于2021年08月31日的日本申请的日本特愿2021-141928的优先权，援引所述日本申请中记载的全部记载内容。

背景技术

专利文献1、2公开了由以特定的范围含有铁、磷和锡的铜合金构成、线径为0.5mm以下的细线材料。上述细线材料用于包覆电线的导体。上述导体例如是绞合多个上述细线材料而成的绞合线。

专利文献1：日本特开2018-077941号公报

专利文献2：国际公开第2018/083836号

发明内容

本公开所涉及的铜合金线，

是一种由铜合金构成的线材，

拉伸强度为400MPa以上，

断裂伸长率为5％以上，

导电率为60％IACS以上，

线径为0.5mm以下，

所述铜合金的组成为：含有0.05质量％以上且1.6质量％以下的铁、0.01质量％以上且0.7质量％以下的磷、0.05质量％以上且0.7质量％以下的锡，余量由铜以及不可避免的杂质构成，

所述铜合金的组织含有结晶，

由横截面中的最大晶粒直径与最小晶粒直径之差求得的晶粒直径差为1.0μm以下。

本公开所涉及的铜合金线的制造方法，包括：

第一工序，通过连续铸造法制造由铜合金构成的铸造材料；

第二工序，通过对所述铸造材料实施连续挤压来制造线状的挤出材料；

第三工序，通过对所述挤出材料实施拉丝加工来制造拉丝材料；以及

第四工序，通过对所述拉丝材料实施热处理来制造热处理材料，

所述铜合金的组成为：含有0.05质量％以上且1.6质量％以下的铁、0.01质量％以上且0.7质量％以下的磷、0.05质量％以上且0.7质量％以下的锡，余量由铜以及不可避免的杂质构成，

所述连续挤压的断面收缩率为50％以上，

所述挤出材料中的刚连续挤压后的温度为350℃以上，

所述热处理的温度为350℃以上。

附图说明

图1是示出实施方式的铜合金线的一例的概略立体图。

图2是图1的II-II截面图。

图3是说明平均晶粒直径的测定方法的图。

图4是示出实施方式的包覆电线的一例、即作为导体具备实施方式的铜合金绞合线的包覆电线的概略立体图。

图5是示出实施方式的带端子电线的一例的概略结构图。

图6是说明实施方式的铜合金线的制造方法中利用的连续挤压装置的一例的图。

图7是放大示出试验例1的试样No.1-1的铜合金线中横截面的一部分的示意图。

图8是放大示出试验例1的试样No.1-102的铜合金线中横截面的一部分的示意图。

具体实施方式

[本公开所要解决的技术问题]

期望平衡良好地具有强度和伸长率的铜合金线。

专利文献1、2中记载的铜合金线通过由具有上述特定组成的铜合金构成，强度优异。虽然期望进一步提高强度，但随着强度的提高，伸长率会降低。

此外，期望制造性也优异的铜合金线。

上述的细线材料的制造工序代表性地包括如专利文献1、2所述那样对粗的原材料实施拉丝加工的工序和对拉丝材料实施热处理的工序。粗的原材料例如是铸造材料。由具有上述特定组成的铜合金制成的铸造材料可以具有含有铁和磷的化合物不均匀分布的组织。如果对上述化合物不均匀分布的粗的原材料实施拉丝加工，则在拉丝加工时容易发生由上述化合物引起的断线。由于发生断线，拉丝材料的生产率，进而细线材料的生产率降低。另外，在实施热处理的工序中，为了提高伸长率并维持高强度，需要严格地进行温度控制。从这一点出发，也会降低细线材料的生产率。

本公开的一个目的在于提供一种平衡良好地具有强度和伸长率的铜合金线。另外，本公开的另一目的在于提供一种铜合金线的制造方法，其能够以良好的生产率制造平衡良好地具有强度和伸长率的铜合金线。

[本公开的效果]

本公开的铜合金线平衡良好地具有强度和伸长率。本公开的铜合金线的制造方法可以以良好的生产率制造平衡良好地具有强度和伸长率的铜合金线。

[本公开的实施方式的说明]

首先，列举本公开的实施方式进行说明。

(1)本公开的一个方式所涉及的铜合金线，

是一种由铜合金构成的线材，

拉伸强度为400MPa以上，

断裂伸长率为5％以上，

导电率为60％IACS以上，

线径为0.5mm以下，

所述铜合金的组成为：含有0.05质量％以上且1.6质量％以下的铁、0.01质量％以上且0.7质量％以下的磷、0.05质量％以上且0.7质量％以下的锡，余量由铜以及不可避免的杂质构成，

所述铜合金的组织含有结晶，

由横截面中的最大晶粒直径与最小晶粒直径之差求得的晶粒直径差为1.0μm以下。

在本公开中，横截面是以与铜合金线和后述的挤出材料等长条材料的长度方向正交的平面切断上述长条材料而得到的截面。

在本公开中，线径是具有与铜合金线的横截面面积相同面积的圆的直径。铜合金线的横截面面积是铜合金线的横截面的面积。

与上述晶粒直径差超过1.0μm的组织相比，上述晶粒直径差为1.0μm以下的组织是结晶的大小均匀的组织。由于本公开的铜合金线具有均匀大小的结晶组织，因此与上述具有不均匀大小的结晶组织的情况相比，不易发生由结晶尺寸的偏差引起的机械特性的降低。因此，本公开的铜合金线平衡良好地具有高拉伸强度和高断裂伸长率。从这一点出发，本公开的铜合金线平衡良好地具有强度和伸长率。此外，本公开的铜合金线具有60％IACS以上的导电率。这样的本公开的铜合金线可以适当地用作包覆电线的导体。

此外，本公开的铜合金线可以通过后述的本公开的铜合金线的制造方法以高生产率制造。从这一点出发，本公开的铜合金线的制造性也优异。

(2)也可以是，在上述(1)的铜合金线中，所述铜合金的所述组成中碳的含有比例小于0.001质量％。

上述的铜合金线即使在实质上不含碳的情况下也具有如上所述的高拉伸强度。在制造过程中，作为铜合金线的原料不需要碳。从不需要碳的添加工序等方面考虑，上述的铜合金线的制造性更优异。

(3)也可以是，在上述(1)或上述(2)的铜合金线中，铁相对于磷的含有比例以质量比计为1.0以上且30以下。

上述含有比例为1.0以上的铜合金线强度优异。上述含有比例为30以下的铜合金线不易发生由结晶大小的偏差引起的机械特性的降低。

(4)也可以是，在上述(1)至(3)中任一项的铜合金线，具有0.1以上的加工硬化指数。

具有0.1以上的加工硬化指数的铜合金线容易加工硬化，因此适用于后述的带端子电线的导体。

(5)本公开的一个方式所涉及的包覆电线，具备导体和覆盖所述导体的外周的绝缘层，所述导体具备铜合金绞合线，所述铜合金绞合线具备上述(1)至(4)中任一项的铜合金线。

上述的铜合金绞合线由于具备本公开的铜合金线，因此平衡良好地具有强度和伸长率。另外，与单线的铜合金线相比，上述的铜合金绞合线对反复弯曲的耐受性、对冲击的耐受性也优异。此外，由于上述的铜合金绞合线具备本公开的铜合金线，因此导电性也优异。这样的上述铜合金绞合线可以适用于包覆电线的导体。

本公开的包覆电线由于具备上述的铜合金绞合线作为导体，因此平衡良好地具有强度和伸长率。另外，本公开的包覆电线对反复弯曲的耐受性、对冲击的耐受性也优异。此外，由于本公开的包覆电线具备上述铜合金绞合线作为导体，因此导电性也优异。

(6)本公开的一个方式所涉及的带端子电线，具备上述(5)的包覆电线和安装在所述包覆电线的至少一个端部上的端子。

由于本公开的带端子电线具备上述的铜合金绞合线作为包覆电线的导体，因此平衡良好地具有强度和伸长率。另外，本公开的带端子电线对反复弯曲的耐受性、对冲击的耐受性也优异。此外，由于本公开的带端子电线具备上述的铜合金绞合线作为包覆电线的导体，因此导电性也优异。

(7)本公开的一个方式所涉及的铜合金线的制造方法，包括：

第一工序，通过连续铸造法制造由铜合金构成的铸造材料；

第二工序，通过对所述铸造材料实施连续挤压来制造线状的挤出材料；

第三工序，通过对所述挤出材料实施拉丝加工来制造拉丝材料；以及

第四工序，通过对所述拉丝材料实施热处理来制造热处理材料，

所述铜合金的组成为：含有0.05质量％以上且1.6质量％以下的铁、0.01质量％以上且0.7质量％以下的磷、0.05质量％以上且0.7质量％以下的锡，余量由铜以及不可避免的杂质构成，

所述连续挤压的断面收缩率为50％以上，

所述挤出材料中的刚连续挤压后的温度为350℃以上，

所述热处理的温度为350℃以上。

在本公开中，连续挤压的断面收缩率是铸造材料的横截面面积与挤出材料的横截面面积之差除以铸造材料的横截面面积而得到的比例，用百分比(％)示出。铸造材料的横截面面积是铸造材料的横截面的面积。挤出材料的横截面面积是挤出材料的横截面的面积。

在本公开中，挤出材料中的刚连续挤压后的温度是以下地点的挤出材料的表面温度。上述地点是在挤出材料的长度方向上距连续挤压装置中的挤出材料的排出部50mm的地点。

本公开的铜合金线的制造方法可以制造平衡良好地具有强度和伸长率的铜合金线。此外，所制造的铜合金线的导电性也优异。其理由之一是，本公开的铜合金线的制造方法能够减小构成铜合金线的铜合金的组织的结晶大小的偏差。定量地讲，本公开的铜合金线的制造方法可以制造具有400MPa以上的拉伸强度和5％以上的断裂伸长率、并且上述晶粒直径差为1.0μm以下的铜合金线。此外，该铜合金线具有60％IACS以上的导电率。另外，本公开的铜合金线的制造方法能够在第一工序中使铸造速度(m/min)比较大。上述铸造速度越大，铸造材料越有效地被量产。在第二工序中能够制造长的挤出材料。即，挤出材料也能够量产。在第三工序中，如后所述，在拉丝加工时不易发生断线。即，拉丝材料也能够量产。在第四工序中，能够用于热处理的温度范围为350℃以上的范围，比较广。因此，容易进行热处理条件的控制。从这些点出发，本公开的铜合金线的制造方法可以生产率良好地制造平衡良好地具有强度和伸长率的铜合金线。

本公开的铜合金线的制造方法基于以下见解。

在通过连续铸造法制造由具有上述特定组成的铜合金构成的铸造材料的情况下，铸造速度(m/min)越大，在铸造材料中含有铁和磷的化合物越容易不均匀分布。在对这样的铸造材料实施了拉丝加工之后，如果对所制造的拉丝材料实施热处理，则上述化合物会异常地生长。即，热处理后的组织不是上述化合物为小颗粒且分散的组织，而是上述化合物包含粗大颗粒而且不均匀分布的组织。在这样的热处理后的组织中，可能局部地产生粗大的结晶。即，热处理后的组织的结晶大小的偏差大。由于粗大的结晶，机械特性、特别是伸长率会降低。

另一方面，如果在对上述铸造材料实施了特定的断面收缩率的连续挤压之后，对所制造的挤出材料实施特定的热处理，则热处理后的组织的结晶大小的偏差小。可以认为其理由如下。通过上述特定的断面收缩率的连续挤压，对上述铸造材料施加挤出压力和加工热。通过该加压以及加热，铸造组织被破坏。即使在上述铸造速度大的情况下，铸造组织也会被破坏。通过铸造组织的破坏，上述化合物成为小的颗粒，可以分散在组织中。在对具有这样的组织的挤出材料实施拉丝加工之后，即使对所制造的拉丝材料实施热处理，也可以抑制局部产生粗大的晶粒。即，热处理后的组织是均匀大小的结晶组织。

[本公开的实施方式的详细情况]

以下，适当参照附图对本公开的实施方式详细地进行说明。图中，同一附图标记表示同一名称物。

[铜合金线]

(概要)

实施方式的铜合金线1是由铜合金构成的细线材。上述铜合金具有如下组成：以铜合金为100质量％，含有0.05质量％以上且1.6质量％以下的铁，0.01质量％以上且0.7质量％以下的磷，0.05质量％以上且0.7质量％以下的锡，余量由铜以及不可避免的杂质构成。另外，如图7所示，上述铜合金具有包含结晶11的组织。特别是在实施方式的铜合金线1中，由横截面中的最大晶粒直径与最小晶粒直径之差求得的晶粒直径差为1.0μm以下。具有上述特定的组成以及特定的组织的实施方式的铜合金线1如后述那样平衡良好地具有强度和伸长率。此外，实施方式的铜合金线1的导电性也优异。这样的实施方式的铜合金线1可以适用于图4、图5所示的包覆电线3的导体31。

以下，依次说明铜合金的组成、铜合金的组织、线径、特性。

在以下的说明中，有时用元素符号表示元素。Cu是指铜。Fe是指铁。P是指磷。Sn是指锡。

(组成)

构成实施方式的铜合金线1的铜合金是以上述范围含有铁、磷、锡作为添加元素，并且含铜最多的铜基合金。

〈铁〉

如果铁的含有比例为0.05质量％以上，则形成铁与磷的化合物。通过使上述化合物在作为母相的铜中析出，可以得到由析出强化带来的强度提高效果。另外，通过形成上述化合物，可以减少铁以及磷固溶于铜的量。从这些点出发，铜合金线1不仅强度优异，而且导电性也优异。如果铁的含有比例为1.6质量％以下，则可以得到上述化合物为小颗粒且分散的组织。因此，如图7所示，铜合金线1具有结晶11的大小的偏差小的组织，即结晶11的大小均匀的组织。从这一点出发，铜合金线1的伸长率也优异。在制造过程中，由上述化合物引起的断线减少。从这一点出发，铜合金线1的制造性也优异。

铁的含有比例可以为0.08质量％以上且1.5质量％以下、0.09质量％以上且1.2质量％以下、0.1质量％以上且1.0质量％以下。这样的铜合金线1平衡良好地具有强度和伸长率，并且导电性也优异，进而制造性也优异。

〈磷〉

如果磷的含有比例为0.01质量％以上，则形成铁与磷的化合物。通过上述化合物，如上所述，可以得到由析出强化带来的强度的提高效果、磷以及铁的固溶量的降低效果。如果磷的含有比例为0.7质量％以下，则可以得到上述化合物为小颗粒且分散的组织。因此，如上所述，结晶11的大小的偏差变小。另外，在制造过程中，由上述化合物引起的断线减少。需要说明的是，允许磷的一部分成为脱氧剂、即成为磷酸化物而包含在母相中。

磷的含有比例可以为0.02质量％以上且0.6质量％以下、0.03质量％以上且0.5质量％以下、0.05质量％以上且0.4质量％以下。这样的铜合金线1平衡良好地具有强度和伸长率，并且导电性也优异，进而制造性也优异。

〈Fe/P〉

作为铁相对于磷的含有比例的Fe/P也可以以质量比计为1.0以上且30以下。Fe/P越大，越能够良好地得到由析出强化带来的强度提高效果。如果Fe/P为2.0以上，则存在强度和导电性提高的倾向。如果Fe/P为30以下，则可以抑制铁成为粗大的析出物。可以得到含有上述化合物的析出物为小颗粒且分散的组织。因此，可以抑制结晶的大小的偏差。在制造过程中，由上述析出物引起的断线减少。从提高强度、提高导电性、提高生产率等观点出发，Fe/P可以为2.0以上且20以下、2.2以上且20以下、3.0以上且15以下。

〈锡〉

如果锡的含有比例为0.05质量％以上，则可以得到由锡的固溶强化带来的强度的提高效果。如果锡的含有比例为0.7质量％以下，则可以抑制由锡的过量固溶引起的导电性的降低。另外，可以抑制由锡的过量固溶引起的塑性加工性的降低。因此，在制造过程中能够良好地进行例如连续挤压、拉丝加工等塑性加工。

锡的含有比例可以为0.05质量％以上且0.6质量％以下、0.05质量％以上且0.5质量％以下、0.1质量％以上且0.5质量％以下。这样的铜合金线1平衡良好地具有强度和伸长率，并且导电性也优异，进而制造性也优异。

〈其他元素〉

构成实施方式的铜合金线1的铜合金也可以具有含有0.001质量％以上且0.05质量％以下碳的组成。碳对铁、磷、锡具有脱氧效果。在以上述范围含有碳的情况下，由于脱氧效果，铁和磷容易形成化合物，锡容易固溶于铜。碳的含有比例可以为0.001质量％以上且0.03质量％以下、0.003质量％以上且0.015质量％以下。

另一方面，构成实施方式的铜合金线1的铜合金也可以具有实质上不含碳的组成。定量地讲，上述铜合金的组成中碳的含有比例可以小于0.001质量％。即使在该情况下，实施方式的铜合金线1也平衡良好地具有强度和伸长率，并且导电性也优异。另外，如果上述含有比例小于0.001质量％，则在制造过程中，作为铜合金线1的原料不需要碳。由于不需要碳的添加工序等，因此铜合金线1的制造性优异。原料成本也降低。

(组织)

如图7所示，构成实施方式的铜合金线1的铜合金具有包含结晶11和化合物15的组织。结晶11以铜为主体。化合物15含有铁和磷。在上述组织中，结晶11的大小的偏差小。另外，在上述组织中，化合物15是比较小的颗粒且均匀地分散。图7中用涂黑的颗粒表示化合物15，后述的图8中用涂黑的颗粒表示粗大的化合物150。

〈晶粒直径差〉

定量地讲，铜合金线1的横截面中的晶粒直径差为1.0μm以下。如果上述晶粒直径差为1.0μm以下，则与上述晶粒直径差超过1.0μm的情况相比，结晶11的大小均匀。铜合金线1中实质上不含有图8所示的粗大结晶110。因此，可以抑制由粗大的结晶110引起的机械特性的降低，特别是伸长率的降低。另外，也可以抑制粗大的结晶110成为裂纹的起点而发生的断裂。还可以抑制由上述断裂引起的拉伸强度的降低、对反复弯曲的耐受性的降低、对冲击的耐受性的降低等。从这些点出发，实施方式的铜合金线1平衡良好地具有强度和伸长率。从抑制机械特性降低的观点等出发，上述晶粒直径差可以为0.9μm以下、0.8μm以下、0.7μm以下。

上述晶粒直径差的理想下限为零。另外，如果上述晶粒直径差例如为0.1μm以上，则容易进行铜合金线1的制造条件的控制。从抑制机械特性的降低、提高生产率的观点出发，上述晶粒直径差可以为0.1μm以上且1.0μm以下、0.1μm以上且0.9μm以下、0.2μm以上且0.8μm以下。

以下，参照图2、图3对上述晶粒直径差的测定方法进行说明。在铜合金线1的任意位置取横截面。用扫描型电子显微镜(SEM)观察横截面。观察倍率例如为1000倍以上且50000倍以下。

如图2所示，从横截面取两个视野α、β。各视野α、β的大小、形状是25μm×15μm的长方形。视野α取自横截面的中央部。视野β取自接近横截面的外周的区域。上述中央部是包含与横截面所示的铜合金线1的外缘12相距铜合金线1的线径D的一半即线径D/2的地点的区域。上述接近外周的区域是包含与外缘12相距线径D/10的地点的区域。如果铜合金线1是圆线，则“与外缘12相距线径D/2的地点”是外缘12所描绘的圆的中心。“与外缘12相距线径D/10的地点”是以外缘12所描绘的圆的中心为中心的圆中具有半径0.4×D的圆的圆周上的点。

如图3所示，与各视野α、β的长边平行地画出一条直线。图3用粗实线表示直线。在视野α中，以通过“相距线径D/2的地点”的方式画出上述直线。在视野β中，以通过“相距线径D/10的地点”的方式画出上述直线。直线的长度L为15μm。取直线与晶界14的交点。图3例示了交点P1、P2、P3、P4。沿着上述直线测定相邻的交点间的长度。在图3中，分别测定交点P1、P2间的长度L1，交点P2、P3间的长度L2，交点P3、P4间的长度L3。将相邻的交点间的长度作为晶粒直径。在各视野α、β中求出最大的晶粒直径以及最小的晶粒直径，再求出最大粒径与最小粒径之差除以2的值，即(最大粒径-最小粒径)/2。晶粒直径差通过将求出的两个值平均后的值，即{视野α的(最大粒径-最小粒径)/2+视野β的(最大粒径-最小粒径)/2}/2求得。需要说明的是，在图2、图3中，视野α、β用双点划线假想地示出。图3省略阴影线。

(线径)

实施方式的铜合金线1的线径D为0.5mm以下。这样的铜合金线1代表性地经过对上述的粗的原材料实施拉丝加工直到线径成为0.5mm以下的工序来制造。如果线径D为0.5mm以下，则可以得到制造过程中的拉丝加工所伴随的加工硬化带来的强度提高效果。从这一点出发，铜合金线1可以具有高强度。线径D可以根据铜合金线1的用途适当选择。线径D可以为0.4mm以下、0.35mm以下、0.3mm以下。线径D的下限没有特别设定。另外，如果线径D例如为0.01mm以上，则容易进行铜合金线1的制造条件的控制。从提高强度、提高生产率等观点出发，线径D可以为0.01mm以上且0.5mm以下、0.05mm以上且0.4mm以下、0.1mm以上且0.35mm以下。

(形状)

实施方式的铜合金线1的横截面形状没有特别限定。铜合金线1的代表例是横截面形状为圆形状的圆线。图1、图2例示了铜合金线1为圆线的情况。横截面形状也可以是长方形等四边形状、六边形等多边形状，椭圆形等曲面形状等。需要说明的是，在铜合金线1为圆线的情况下，线径D为该圆的直径。

(特性)

〈拉伸强度〉

实施方式的铜合金线1具有400MPa以上的拉伸强度。从这一点出发，实施方式的铜合金线1的强度优异。从提高强度的观点出发，拉伸强度可以为410MPa以上、430MPa以上、450MPa以上。

拉伸强度的上限没有特别限定。但是，存在拉伸强度越大，断裂伸长率以及导电率变得越小的倾向。从强度和伸长率的平衡、良好的导电性的观点出发，拉伸强度可以为800MPa以下、780MPa以下、750MPa以下。

如果拉伸强度为400MPa以上且800MPa以下、420MPa以上且780MPa以下、430MPa以上且750MPa以下，则铜合金线1不仅强度和伸长率的平衡优异，而且导电性也优异。

拉伸强度、后述的断裂伸长率以及加工硬化指数通过按照JIS Z 2241：2011进行拉伸试验来测定。

〈断裂伸长率〉

实施方式的铜合金线1具有5％以上的断裂伸长率。从这一点出发，实施方式的铜合金线1的伸长率优异。从提高伸长率的观点出发，断裂伸长率可以为6％以上、8％以上、10％以上。

断裂伸长率的上限没有特别限定。但是，存在断裂伸长率越大，拉伸强度变得越小的倾向。从强度和伸长率的平衡的观点出发，断裂伸长率可以为30％以下、25％以下、20％以下。

如果断裂伸长率为5％以上且30％以下、6％以上且25％以下、10％以上且20％以下，则铜合金线1的强度和伸长率的平衡优异。

〈导电率〉

实施方式的铜合金线1具有60％IACS以上的导电率。从这一点出发，实施方式的铜合金线1的导电性优异。从提高导电性的观点出发，导电率可以为61％IACS以上、62％IACS以上、65％IACS以上。

导电率的上限没有特别限定。但是，存在导电率越大拉伸强度变得越小的倾向。从良好的强度以及导电性的观点出发，导电率可以为95％IACS以下、90％IACS以下、85％IACS以下。

如果导电率为60％IACS以上且95％IACS以下、61％IACS以上且90％IACS以下、65％IACS以上且85％IACS以下，则铜合金线1不仅强度优异，而且导电性也优异。

导电率通过四端子法测定。详细而言，按照JASO D618测定具有1m长度的铜合金线的电阻值。导电率能够由电阻值的倒数求出。电阻值的测定能够利用市售的装置。

〈加工硬化指数〉

实施方式的铜合金线1具有例如0.1以上的加工硬化指数。加工硬化指数在下式中定义为真应变ε的指数n。上述式是由在单轴方向上应用拉伸试验的试验力时的塑性应变区中的真应力σ和真应变ε、以及强度常数C表示的式子σ＝C×εⁿ。指数n通过进行上述的拉伸试验、制作S-S曲线而求出。加工硬化指数的试验方法能够适当参照JIS G 2253：2011。

加工硬化指数越大，铜合金线1越容易加工硬化。如果将这样的铜合金线1用于图5所示的带端子电线4的导体31，则可以期待导体31中的安装有端子45的部位维持与导体31中的未安装端子45的部位相同程度的强度。从这一点出发，加工硬化指数可以为0.11以上、0.12以上、0.13以上。

[铜合金线的用途]

实施方式的铜合金线1例如用于导体31。导体31可以由单一的铜合金线1构成，也可以由多个铜合金线1的集合体构成。上述集合体例如是绞合线。

[铜合金绞合线]

如图4所示，实施方式的铜合金绞合线2是将多根基线21绞合而构成的。多根基线21中的1根以上的基线21是实施方式的铜合金线1。铜合金绞合线2通过具备实施方式的铜合金线1作为基线21，不仅平衡良好地具有强度和伸长率，而且导电性也优异。如果多根基线21中的全部基线21为实施方式的铜合金线1，则不仅平衡良好地具有强度和伸长率，而且导电性也优异。需要说明的是，用于基线21的铜合金线1即使在绞合后也可以实质上维持实施方式的铜合金线1的拉伸强度、断裂伸长率、导电率。

图4例示了将7根基线21同心绞合而成的铜合金绞合线2。基线21的数量、绞合方法没有特别限定。铜合金绞合线2也可以是未图示的压缩绞合线。压缩绞合线是通过将多根基线21绞合后进行压缩而制造的。压缩绞合线具有比未被压缩的图4的铜合金绞合线2小的横截面面积，或具有小的线径，或具有接近圆形的横截面形状。

[包覆电线]

如图4所示，实施方式的包覆电线3具备导体31和绝缘层32。绝缘层32覆盖导体31的外周。在实施方式的包覆电线3的一例中，导体31是实施方式的铜合金绞合线2。在实施方式的包覆电线3的另一例中，导体31是单线的实施方式的铜合金线1。省略另一例的图示。实施方式的包覆电线3通过具备实施方式的铜合金线1作为导体31，不仅平衡良好地具有强度和伸长率，而且导电性也优异。

需要说明的是，导体31的截面积、线径、绝缘层32的构成材料、厚度等没有特别限定。绝缘层32的构成材料是公知的材料，例如是聚氯乙烯(PVC)、无卤树脂、阻燃性材料。无卤树脂例如是聚丙烯(PP)。

[带端子电线]

如图5所示，实施方式的带端子电线4具备实施方式的包覆电线3和端子45。端子45安装在包覆电线3的至少一个端部上。实施方式的带端子电线4通过具备实施方式的包覆电线3，不仅平衡良好地具有强度和伸长率，而且导电性也优异。

图5示出了作为端子45的一例的阴端子。该阴端子具备连接部451、接线筒部452和绝缘筒部453。连接部451与未图示的阳端子电连接。图5示出了以与包覆电线3的长度方向平行的平面仅切断连接部451的截面。接线筒部452把持导体31。绝缘筒部453把持绝缘层32。

端子45没有特别限定。端子45也可以是未图示的阳端子、压接端子等。另外，一个端子45也可以是能够安装多个包覆电线3的端子。

[铜合金线的制造方法]

实施方式的铜合金线1例如能够通过以下的实施方式的铜合金线的制造方法来制造。实施方式的铜合金线的制造方法具备以下的第一工序、第二工序、第三工序和第四工序，并且满足以下的三个条件。

第一工序是通过连续铸造法制造由铜合金构成的铸造材料的工序。上述铜合金具有以上述特定的范围含有铁、磷、锡，余量由铜以及不可避免的杂质构成的组成。上述铜合金的组成的详细情况如上所述。

第二工序是通过对上述铸造材料实施连续挤压来制造线状的挤出材料的工序。

第三工序是通过对上述挤出材料实施拉丝加工来制造拉丝材料的工序。

第四工序是通过对上述拉丝材料实施热处理来制造热处理材料的工序。

〈条件〉

《断面收缩率》上述连续挤压的断面收缩率为50％以上。

《挤出温度》上述挤出材料中的刚连续挤压后的温度为350℃以上。

《热处理温度》上述热处理的温度为350℃以上。

实施方式的铜合金线的制造方法将通过对铸造材料实施上述特定条件的连续挤压而制造的挤出材料用作供于拉丝加工的原材料。从这一点出发，实施方式的铜合金线的制造方法根据以下的理由〈1〉至〈4〉，可以生产率良好地制造平衡良好地具有强度和伸长率的铜合金线1、进而导电性也优异的铜合金线1。上述热处理材料是实施方式的铜合金线1的一例。

〈1〉能够使铸造速度(m/min)比较大。从这一点出发，能够量产铸造材料。

〈2〉连续挤压能够制造长的挤出材料。从这一点出发，挤出材料也能够量产。

〈3〉通过将上述挤出材料供于拉丝加工，在拉丝加工时不易发生断线。另外，能够将上述挤出材料连续地供于拉丝加工。从这些点出发，拉丝材料也能够量产。

〈4〉热处理中能够使用的温度范围比较广。从这一点出发，容易进行热处理条件的控制。

以下，对每个工序进行说明。

〈第一工序〉

连续铸造法能够利用公知的方法，例如上引铸造法、垂直式铸造法、横引铸造法、轮带法、双带法。在制造铸造材料时，调整铸造速度(m/min)等。铸造速度(m/min)是每分钟制造的铸造材料的长度。上述铸造速度例如根据铜合金的组成、铸造材料的大小、冷却条件、铸造时的间歇牵引条件来调整。上述铸造速度可以适当选择。如果上述铸造速度例如超过1.0m/min、1.2m/min以上，则每单位时间的铸造材料的制造量大。即，量产铸造材料。从这一点出发，可以生产率良好地制造铜合金线1。铸造速度的上限例如为4.0m/min。

铸造材料的大小被调整为可以确保第二工序中的连续挤压的断面收缩率为50％以上。铸造材料的线径例如为8mm以上25mm以下。这里的铸造材料的线径是具有与铸造材料的横截面面积相同面积的圆的直径。铸造材料例如是横截面形状为圆形的圆线。铸造材料只要能够进行连续挤压即可，例如可以是横截面形状为长方形的角线。

〈第二工序〉

在连续挤压中能够利用公知的连续挤压装置。以下，参照图6说明连续挤压装置70的概要。连续挤压装置70具备轮71、铸模73、滑靴74和支撑体75。轮71是被支承为能够旋转的圆盘体。轮71具有设有凹槽72的周面。凹槽72是沿着轮71的周向设置的圆环状的槽。凹槽72在轮71的周面上开口。滑靴74与轮71相对配置。滑靴74沿着轮71的周向覆盖凹槽72的开口部中的一部分。滑靴74不覆盖上述开口部的剩余部分。支撑体75具备凸部。凸部插入凹槽72中被滑靴74覆盖的部位的规定位置。如图6所示，凸部堵塞凹槽72的一部分。材料100被导入由凹槽72、滑靴74、上述凸部包围的空间。铸模73将积存在上述空间中的材料100挤出。铸模73保持在铸模室76中。

如果在旋转的轮71的凹槽72中插入材料100，则通过轮71与材料100的摩擦力，材料100被依次引入上述的空间。被引入上述空间的材料100实质上被封闭在上述空间内，从而在材料100上产生挤出压力。通过该挤出压力将材料100依次引入上述空间。流入上述空间的材料100被铸模73挤出成规定的形状。其结果是，制造挤出材料10。挤出材料10从连续挤压装置70中的挤出材料的排出部、在此为滑靴74的开口部77排出。需要说明的是，在挤出时，从轮71与支撑体75之间排出屑101。屑101被未图示的刮板切断而被除去。

《断面收缩率》

连续挤压的断面收缩率为50％以上。上述断面收缩率是作为材料100的铸造材料的横截面面积与挤出材料10的横截面面积之差除以铸造材料的横截面面积而得到的比例。在进行连续挤压时，上述挤出压力和由上述摩擦引起的加工热被施加到作为材料100的铸造材料上。如果上述断面收缩率为50％以上，则与上述断面收缩率小于50％的情况相比，对铸造材料施加大的挤出压力以及大的加工热。通过该加压以及加热，铸造组织被破坏。详细而言，构成挤出材料10的结晶变得比构成铸造材料的结晶小。另外，结晶的排列也改变。进而，上述的含有铁和磷的化合物成为比较小的颗粒，并且以均匀地分散在挤出材料10中的方式析出。即，在挤出后的挤出材料10的组织中，相对于挤出前的铸造材料的组织，结晶的大小以及结晶的排列改变，并且上述化合物成为小的颗粒而分散。由于供于拉丝加工的挤出材料10具有这样的组织，因此即使对拉丝加工后的拉丝材料实施热处理，在热处理材料中也不易发生结晶大小的偏差。另外，由于挤出材料10中的上述化合物小，因此上述化合物在拉丝加工时不易成为裂纹的起点。因此，如果对挤出材料10以拉丝方向成为与挤出方向平行的方向的方式实施拉丝加工，则在拉丝加工时不易发生断线。

上述断面收缩率越大，上述挤出压力以及加工热越容易变大。因此，可以良好地进行上述铸造组织的破坏。进而，在热处理材料中，结晶的大小的偏差容易变得更小。另外，拉丝加工时不易发生断线。从这些点出发，上述断面收缩率可以为55％以上、60％以上、70％以上。

上述断面收缩率的上限没有特别设定。例如，上述断面收缩率可以为50％以上且99％以下、55％以上且95％以下、60％以上且90％以下。

《挤出材料的线径》

挤出材料10的大小被调整为可以确保上述断面收缩率为50％以上。挤出材料10的线径例如为2.5mm以上且小于9.5mm。调整铸造材料的横截面面积、线径以及铸模73的开口面积、开口直径，使得挤出材料10具有规定的线径。铸模73的开口面积以及开口直径分别相当于挤出材料10的横截面面积以及线径。

《温度》

如上所述，在进行连续挤压时，铸造材料被加工热加热。通过该加热，提高了铸造材料的塑性加工性。另外，通过该加热，上述化合物析出。如果挤出材料10中的刚连续挤压后的温度为350℃以上，则容易良好地得到塑性加工性的提高效果，上述化合物容易适当地析出。上述温度可以为350℃以上且550℃以下、380℃以上且500℃以下、400℃以上且500℃以下。根据铜合金的组成、断面收缩率等来调整挤出速度，使得上述温度为350℃以上。在上述温度的调整中，例如也可以对材料100进行加热，或者对铸模73等连续挤压装置70的构成部件进行加热或冷却。挤出材料10中的刚连续挤压后的温度是挤出材料10中的以下地点的表面温度。上述地点是在挤出材料10的长度方向上距离作为连续挤压装置70中的挤出材料10的排出部的滑靴74的开口部77为50mm的地点。

需要说明的是，连续挤压可以直接对铸造材料实施，也可以对将铸造材料进行剥皮而得到的剥皮材料实施。

〈第三工序〉

在第三工序中，代表性地进行多个道次的拉丝加工，以得到具有规定的最终线径的拉丝材料。如果拉丝加工为冷加工，则可以抑制拉丝加工时上述化合物变得粗大。在拉丝加工中例如利用拉丝铸模。拉丝材料的最终线径根据铜合金线1的线径进行调整。

〈第四工序〉

在第四工序中，在350℃以上的温度下进行热处理。通过该热处理，析出含有铁和磷的化合物，或者调整已经析出的化合物的大小。因此，可以得到由析出强化带来的强度的提高效果和由铁以及磷的固溶降低带来的导电性的改善效果。如上所述，拉丝加工前后的组织中粗大的化合物少，或者实质上不含有粗大的化合物。因此，即使进行热处理，也可以抑制上述化合物异常生长。即，即使进行热处理，上述化合物也是小颗粒且分散。因此，可以抑制结晶的大小的偏差。另外，通过热处理，除去伴随第三工序的拉丝加工的加工变形。即，由于软化，也可以得到伸长率的改善效果。根据以上所述，可以制造平衡良好地具有强度和伸长率，并且导电性也优异的热处理材料，即铜合金线1。

热处理温度越高，越能够得到由软化带来的伸长率的改善效果，但强度容易降低。另外，上述化合物可能变得粗大。从强度和伸长率的平衡的观点出发，上述温度可以为350℃以上且550℃以下、380℃以上且530℃以下、400℃以上且500℃以下。保持上述温度的时间例如为超过4小时且40小时以下、5小时以上且20小时以下。

[铜合金绞合线、包覆电线、带端子电线的制造方法]

实施方式的铜合金绞合线2、包覆电线3、带端子电线4均能够参照公知的制造方法来制造。因此，省略这些制造方法的详细说明。

以下，通过试验例更具体地说明实施方式的铜合金线1、实施方式的铜合金线的制造方法的效果。

[试验例1]

通过各种制造方法制造了由含有铁、磷、锡的铜合金构成的铜合金线。调查了所制造的铜合金线的晶粒直径差、特性。铜合金的组成、制造条件如表1所示。调查的结果如表2所示。

(组成)

构成各试样的铜合金线的铜合金具有表1所示的组成。各试样的铜合金线的组成能够通过公知的分析方法来调查。分析方法例如是电感耦合等离子体(ICP：InductivelyCoupled Plasma)发射光谱分析法、荧光X射线分析法。

(制造条件)

各试样的铜合金线通过具备以下的工序类别A或工序类别B的制造方法来制造。构成以下的铸造材料的铜合金的组成含有铁、磷、锡，余量由铜以及不可避免的杂质构成。具体的组成如表1所示。

〈工序类别A〉

工序类别A依次进行以下的第一工序、第二工序、第三工序、第四工序。

第一工序通过连续铸造法制造由铜合金构成的铸造材料。

第二工序对上述铸造材料实施连续挤压。

第三工序对所制造的挤出材料实施冷拉丝加工。

第四工序对所制造的拉丝材料实施热处理。

在工序类别A中，制造热处理材料作为铜合金线。热处理材料的线径(mm)为拉丝材料的线径，并且为铜合金线的线径(mm)。

第一工序中的铸造速度为1.4m/min。

第二工序中的连续挤压的断面收缩率(％)如表1所示。

在第三工序中，对具有下述线径的挤出材料进行拉丝加工，直至线径成为φ0.16mm、φ0.18mm或φ0.35mm。

第四工序中的热处理的温度(℃)、保持该温度的时间(h)如表1所示。

在试样No.1-1至1-6、1-101中，铸造材料的线径为φ12.5mm，挤出材料的线径为φ8.0mm。在这些试样中，刚连续挤压后的温度为450℃。

在试样No.1-108、1-109中，铸造材料的线径为φ12.5mm，挤出材料的线径为φ9.5mm。

〈工序类别B〉

工序类别B依次进行以下的工序。在工序类别B中不进行连续挤压。

首先，通过连续铸造法制造具有φ12.5mm的线径的铜合金的铸造材料。接着，通过对上述铸造材料实施冷轧来制造具有φ9.5mm的线径的轧制材料。接着，通过对上述轧制材料实施剥皮，制造具有φ8.0mm的线径的线材。接着，对剥皮后的上述线材实施冷拉丝加工，制造具有φ0.16mm或φ0.18mm的线径的拉丝材料。最后，对上述拉丝材料实施热处理。工序类别B也制造热处理材料作为铜合金线。

在铸造材料的制造中，铸造速度为1.0m/min。

热处理的温度(℃)、保持该温度的时间(h)如表1所示。

(线径)

各试样的铜合金线的线径为φ0.16mm、φ0.18mm或φ0.35mm，如表2所示。

(形状)

在各工序类别中制造的铸造材料、挤出材料、剥皮后的线材、拉丝材料以及热处理材料都是横截面形状为圆形的圆线。

(特性)

对各试样的铜合金线测定了拉伸强度(MPa)、断裂伸长率(％)、加工硬化指数、导电率(％IACS)。这些测定方法如上所述。

(组织)

取各试样的铜合金线的横截面，用SEM观察横截面。构成各试样的铜合金线的铜合金具有包含以铜为主体的结晶和以下的化合物的组织。化合物是主要含有铁和磷的化合物。化合物的组成例如能够通过能量分散型X射线分析(EDX)来测定。

〈晶粒直径差〉

对于各试样的铜合金线，测定了横截面中的晶粒直径差(μm)。晶粒直径差的测定方法如上所述。

[表1]

[表1]

[表2]

[表2]

从该试验可知以下内容。以下，将试样No.1-1至1-6的铜合金线称为第一组铜合金线。将试样No.1-101至1-109的铜合金线称为第二组铜合金线。

(组织的比较)

第一组铜合金线的结晶大小的偏差小。例如，如图7所示，试样No.1-1的铜合金线具有结晶11的大小均匀的组织。另外，在该组织中，小的化合物15均匀地分散。另一方面，第二组铜合金线的结晶大小的偏差大。例如，如图8所示，试样No.1-102的铜合金线具有粗大的结晶110局部存在的组织。另外，在该组织中粗大的化合物150不均匀分布。

(特性的比较)

(1)晶粒直径差为1.0μm以下的铜合金线与晶粒直径差超过1.0μm的铜合金线相比，平衡良好地具有强度和伸长率。比较铜合金的组成相同的试样No.1-1、1-2和试样No.1-101至1-103可知，第一组铜合金线具有500MPa以上的拉伸强度以及9％以上的断裂伸长率。特别是比较试样No.1-1和试样No.1-102可知，试样No.1-1的铜合金线具有比试样No.1-102的铜合金线高的拉伸强度和高的断裂伸长率。在试样No.1-3至1-6的每一个与试样No.1-104至1-107的每一个的比较中也大致同样地得到该结果。

(2)晶粒直径差为1.0μm以下的铜合金线还具有60％IACS以上的导电率。从这一点出发，第一组铜合金线的导电性也优异。

(3)晶粒直径差为1.0μm以下的铜合金线具有0.1以上的加工硬化指数。从这一点出发，第一组铜合金线在某种程度上容易加工硬化。

(制造方法)

(4)晶粒直径差为1.0μm以下的铜合金线是通过对连续铸造材料实施50％以上的断面收缩率的连续挤压后，对制造的挤出材料实施拉丝加工，进而对制造的拉丝材料在特定的温度下实施热处理而制造的(比较参照第一组铜合金线和第二组铜合金线)。比较铜合金的组成相同的试样No.1-1、1-2和试样No.1-101可知，即使实施了50％以上的断面收缩率的连续挤压，由于热处理的温度低，断裂伸长率以及导电率也会降低。比较试样No.1-1、1-2和试样No.1-108、1-109可知，即使实施了连续挤压，如果连续挤压的断面收缩率小于50％，则晶粒直径差超过1.0μm。另一方面，在对连续铸造材料不实施连续挤压而仅实施了冷轧以及冷拉丝这样的冷加工的情况下，热处理后的组织的结晶大小的偏差大(参照试样No.1-102至1-107)。

需要说明的是，在上述制造方法中，能够增大铸造速度(m/min)(比较参照工序类别A的铸造速度和工序类别B的铸造速度)。从而，可以量产铸造材料。通过利用连续挤压，量产挤出材料。通过对上述挤出材料实施拉丝加工，在拉丝加工时不易发生断线。从而，也可以量产拉丝材料。此外，与进行上述的冷轧的情况相比，在上述制造方法中能够应用热处理的温度范围广。根据以上所述，上述的制造方法能够生产率良好地制造晶粒直径差为1.0μm以下的铜合金线。

本发明并不限定于这些例示，由权利要求书表示，旨在包含与权利要求书等同的含义以及范围内的全部变更。

例如，在试验例1中，能够变更铜合金的组成，变更连续挤压的条件、拉丝条件、热处理条件，变更线径。

附图标记说明

1：铜合金线；2：铜合金绞合线；3：包覆电线；4：带端子电线；10：挤出材料；11：结晶；12：外缘；14：晶界；15：化合物；21：基线；31：导体；32：绝缘层；45：端子；70：连续挤压装置；71：轮；72：凹槽；73：铸模；74：滑靴；75：支撑体；76：铸模室；77：开口部；100：材料；101：屑；110：粗大的结晶；150：粗大的化合物；451：连接部；452：接线筒部；453：绝缘筒部；D：线径；L、L1、L2、L3：长度；P1、P2、P3、P4：交点；α、β：视野。

Claims (7)

1.一种铜合金线，

是由铜合金构成的线材，

拉伸强度为400MPa以上，

断裂伸长率为5％以上，

导电率为60％IACS以上，

线径为0.5mm以下，

所述铜合金的组成为：含有0.05质量％以上且1.6质量％以下的铁、0.01质量％以上且0.7质量％以下的磷、0.05质量％以上且0.7质量％以下的锡，余量由铜以及不可避免的杂质构成，

所述铜合金的组织含有结晶，

由横截面中的最大晶粒直径与最小晶粒直径之差求得的晶粒直径差为1.0μm以下。

2.根据权利要求1所述的铜合金线，其中，

所述铜合金的所述组成中碳的含有比例小于0.001质量％。

3.根据权利要求1或2所述的铜合金线，其中，

铁相对于磷的含有比例以质量比计为1.0以上且30以下。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的铜合金线，

所述铜合金线具有0.1以上的加工硬化指数。

5.一种包覆电线，

具备导体和覆盖所述导体的外周的绝缘层，

所述导体具备铜合金绞合线，

所述铜合金绞合线具备权利要求1至4中任一项所述的铜合金线。

6.一种带端子电线，

具备权利要求5所述的包覆电线和安装在所述包覆电线的至少一个端部上的端子。

7.一种铜合金线的制造方法，包括：

第一工序，通过连续铸造法制造由铜合金构成的铸造材料；

第二工序，通过对所述铸造材料实施连续挤压来制造线状的挤出材料；

第三工序，通过对所述挤出材料实施拉丝加工来制造拉丝材料；以及

第四工序，通过对所述拉丝材料实施热处理来制造热处理材料，

所述铜合金的组成为：含有0.05质量％以上且1.6质量％以下的铁、0.01质量％以上且0.7质量％以下的磷、0.05质量％以上且0.7质量％以下的锡，余量由铜以及不可避免的杂质构成，

所述连续挤压的断面收缩率为50％以上，

所述挤出材料中的刚连续挤压后的温度为350℃以上，

所述热处理的温度为350℃以上。