CN1808632B - 铜合金导体及其架空导线、电缆以及铜合金导体的制造方法 - Google Patents

铜合金导体及其架空导线、电缆以及铜合金导体的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了高强度、高导电率的铜合金导体和用其制成的架空导线、电缆以及铜合金导体的制造方法。本发明的铜合金导体(18)是由在含有氧0.001～0.1重量％(10～1000重量ppm)的铜母材(11)中含有0.15～0.70重量％(不包括0.15重量％)Sn(12)的铜合金所构成，构成结晶组织的晶粒的平均粒径小于等于100μm，并且在结晶组织基体中弥散分布的Sn(12)的氧化物的80％或以上是平均粒径小于等于1μm的微小氧化物。

Description

铜合金导体及其架空导线、电缆以及铜合金导体的制造方法
技术领域
本发明涉及由高导电性、高强度的铜合金材料构成、通过导电弓向电车供电的电车线用铜合金导体(架空导线)、各种机器的电缆中使用的机器用电缆导体、以及一般产业用电缆(耐热电线、机器人用电缆、橡皮绝缘软电缆)中使用的产业用电缆导体。
背景技术
电车线用铜合金导体(架空导线)或者各种机器的电缆等中使用的机器用电缆导体，一直是使用导电率高的硬铜线或者具有耐磨损性、耐热性的铜合金材料(铜合金线)。作为铜合金材料，已知有在铜母材中加入0.25～0.35重量％Sn的材料(参照特公昭59-43332号公报)，该材料已经用于新干线和已有线路的架空电线、机器用电缆导体。
近年来，在不断推进电力机车的高速化。对应于这种高速化，要求提高架空电线的架线张力，电车线的架线张力有从1.5吨提高到2.0吨以上的倾向。另外，在电车通过密度(在单位长度的线路上行驶的电车数)高的线路上，还要求架空电线的大电流容量化。
此外，对于机器用电缆导体，考虑到其使用环境，要求耐弯曲性良好的导体，即要求导体的高强度化。再有，机器用电缆导体，为了满足轻量化、小型化的需求，要求具有高的导电性。
而且，在产业用电缆导体中，也要极力抑制导电性能下降，同时要提高强度和耐热性，并且考虑到使用环境还要求耐弯曲性良好的导体。
所以，作为满足这些要求的导体，人们一直在寻求高强度并且高导电率的铜合金导体。
作为高强度的铜合金导体，主要可以举出固溶强化型合金和沉淀强化型合金两类。作为固溶强化型合金，可以例举Cu-Ag合金(高浓度银)、Cu-Sn合金、Cu-Sn-In合金、Cu-Mg合金、Cu-Sn-Mg合金等。对于沉淀强化型合金，可以例举Cu-Zr合金、Cu-Cr合金、Cu-Cr-Zr合金等。
所有的固溶强化型合金，氧含量都小于等于10重量ppm(0.001重量％)，由于强度和延展性优良，因此可以由铜合金熔液通过连续铸造、轧制直接制成铜合金粗轧线材，作为架空电线的母材。
以往使用固溶强化型合金制造架空电线的方法有：例如将含有0.4～0.7重量％Sn的铜合金的铸造材料，在700℃或以上的温度进行热轧，形成轧制材料，再将该轧制材料在500℃以下温度加热，同时进行精轧，得到粗轧线材，将该粗轧线材进行拔丝加工，制造架空电线(参见特开平6-240426号公报)。
另外，Cu-O-Sn合金是另一种可以连续铸造轧制的铜合金。在该合金的基体中，存在2～3μm以上尺寸的Sn的结晶析出物(SnO2)，该合金的强度和延展性与氧含量小于等于10重量ppm的Cu-Sn合金大体相同。该合金也是固溶强化作用比沉淀强化作用和弥散强化作用更强的合金。
发明内容
固溶强化型合金，其固溶强化元素的含量越高，强度提高越大。但伴随而来的是，导电率大大降低，因而无法增大电流容量，不能适用于电车用线。例如，特开平6-240426号公报记载的制造方法，由于Sn的含量较大，为0.4～0.7重量％，所以导电率降低。因此，用现有的Cu-Sn系合金难以制造具有作为高强度架空线所必需的强度并且具有良好的导电率的铜合金导体。
为了获得高强度且高导电率的电车线，可以考虑与Sn一起添加其他元素。但是这样的话，由于精轧(终轧)的温度过低，在轧制时，轧制材料中产生很多裂纹，粗轧线材的外观品质极为不好，随之而来的是电车线的强度极端低下。
另一方面，沉淀强化型合金虽然硬度和抗拉强度都非常高，但是由于硬度高，在连续铸造轧制时轧辊承受过大的负荷，无法通过连续铸造轧制来制造。因此，沉淀强化型合金只能采用挤压等间歇式的方法制造。另外，沉淀强化型合金，在中间工序中需要进行使沉淀强化物沉淀析出的热处理，因此，与可以通过连续铸造轧制制造的固溶强化型合金相比，沉淀强化型合金存在生产率低、制造成本高等问题。
也就是说，采用生产率高的连续铸造轧制法制造高强度且高导电率的铜合金导体受到制约和限制。
本发明是基于上述问题而研制、开发的，本发明的目的是，提供高强度并且高导电率的铜合金导体及使用其制成的架空电线、电缆，以及铜合金导体的制造方法。
为了实现上述目的，本发明的铜合金导体是由在含有氧0.001～0.1重量％(10～1000重量ppm)的铜母材中含有0.15～0.70重量％(不包括0.15重量％)Sn的铜合金构成，构成结晶组织的晶粒的平均粒径小于等于100μm，并且，在结晶组织基体中弥散分布的Sn的氧化物的80％或以上是平均粒径小于等于1μm的微小氧化物。
另外，本发明的铜合金导体是由在含有氧0.001～0.1重量％(10～1000重量ppm)的铜母材中含有0.05～0.15重量％Sn的铜合金构成，构成结晶组织的晶粒的平均粒径小于等于100μm，并且，在结晶组织基体中弥散分布的Sn的氧化物的80％以上是平均粒径小于等于1μm的微小氧化物。
在本发明的铜合金导体中，除了Sn以外，还可以含有0.01重量％(100重量ppm)或以下的P或B。另外，除了Sn以外，也可以含有合计0.02重量％(200重量ppm)或以下的P和B。
抗拉强度大于等于420MPa，并且，导电率大于等于60％IACS。优选的是，抗拉强度大于等于420MPa，并且，导电率大于等于75％IACS、小于94％IACS。
抗拉强度大于等于200MPa、小于420MPa，并且，导电率大于等于94％IACS。
另一方面，本发明的架空电线是由下述铜合金导体构成，该铜合金导体由在含有氧0.001～0.1重量％(10～1000重量ppm)的铜母材中含有0.15～0.70重量％(不包括0.15重量％)Sn的铜合金构成，构成结晶组织的晶粒的平均粒径小于等于100μm，并且，在结晶组织的基体中弥散分布的Sn的氧化物的80％或以上是平均粒径小于等于1μm的微小氧化物。
还有，本发明的电缆是在由铜合金导体构成的单线材料或者绞线材料的周围设置绝缘层的电缆，所述铜合金导体是由在含有氧0.001～0.1重量％(10～1000重量ppm)的铜母材中含有0.05～0.15重量％Sn的铜合金构成，构成结晶组织的晶粒的平均粒径小于等于100μm，并且，在结晶组织的基体中弥散分布的Sn的氧化物的80％或以上是平均粒径小于等于1μm的微小氧化物。
另外，本发明的铜合金导体的制造方法是，使用铜合金熔液进行连续铸造轧制，形成轧制材料，使用该轧制材料制造铜合金导体，其特征在于：
在含有氧0.001～0.1重量％(10～1000重量ppm)的铜母材中添加0.15～0.70重量％(不包括0.15重量％)的Sn，进行熔炼，形成铜合金熔液；
使用该铜合金熔液进行连续铸造，同时将铸造材料快速冷却至比铜合金熔液的熔点至少低15℃或以上的温度；
将该铸造材料的温度调整到小于等于900℃，在该状态下，对铸造材料进行多道热轧加工，使终轧温度调整为500～600℃，形成轧制材料。
另外，本发明的铜合金导体的制造方法是，使用铜合金熔液进行连续铸造轧制，形成轧制材料，使用该轧制材料制造铜合金导体，其特征在于：
在含有氧0.001～0.1重量％(10～1000重量ppm)的铜母材中，添加0.05～0.15重量％的Sn，进行熔炼，形成铜合金熔液；
使用该铜合金溶液进行连续铸造，同时将铸造材料快速冷却至比铜合金熔液的熔点至少低15℃或以上的温度；
将该铸造材料的温度调整到小于等于900℃，对铸造材料进行多道热轧加工，使终轧温度调整为500～600℃，形成轧制材料。
在上述方法中，优选的是，在-193～100℃的温度下对轧制材料进行加工度大于等于50％的冷加工，形成铜合金导体。
根据本发明，可以发挥以良好生产率能够获得高强度且高导电率的铜合金导体的优良效果。
附图说明
图1是表示本发明的一个实施方式的铜合金导体的制造工艺的流程图。图中：
11 铜母材
12 Sn
18 铜合金导体
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的优选的实施方式进行说明。
本发明的优选的实施方式的铜合金导体，是由在含有氧0.001～0.1重量％(10～1000重量ppm)的铜母材中含有0.15～0.70重量％(不包括0.15重量％)Sn的铜合金所构成。该铜合金导体中，构成结晶组织的晶粒的平均粒径小于等于100μm，并且，在结晶组织的基体中Sn的氧化物的80％及以上是以平均粒径小于等于1μm的微小氧化物形式弥散分布的，抗拉强度大于等于420Mpa，优选的是420～460MPa，并且，导电率大于等于60％IACS，优选的是大于等于60％IACS、小于94％IACS，更优选的是大于等于75％IACS、小于94％IACS。
铜母材中的氧含量在0.001～0.1重量％(10～1000重量ppm)的范围内，氧含量越高，抗拉强度和导电率也一起提高。
图1中示出本实施方式的铜合金导体的制造工艺的流程图。
如图1所示，本实施方式的铜合金导体18的制造方法包括：
向铜母材11中添加Sn12进行熔炼，形成铜合金熔液14的熔炼工序(F1)；
对该铜合金熔液14进行铸造，形成铸造材料15的铸造工序(F2)；
对该铸造材料15进行多道次(多级)热轧加工，形成轧制材料16的热轧工序(F3)；
将该轧制材料16洗净，卷取，形成粗轧线材17的洗净、卷取工序(F4)；
将该卷曲的粗轧线材送出，对该粗轧线材17进行冷加工，形成铜合金导体18的冷加工(拉丝)工序(F5)。
铜合金导体18，根据其以后的用途被加工成所希望形状的线材、条材(板材)等。从熔炼工序(F1)开始到洗净、卷取工序(F4)为止，可以使用已有的或者常用的连续铸造轧制设备(SCR连铸机)。此外，冷加工工序(F5)可以使用已有的或者常用的冷加工装置。
下面对铜合金导体18的制造方法进行进一步详细说明。首先，在熔炼工序(F1)中，向含有氧0.001～0.1重量％(10～1000重量ppm)的铜母材11中，以0.15～0.70重量％(不包括0.15重量％)的比例、优选0.20～0.70重量％的比例、更优选0.25～0.65重量％的比例添加Sn12并进行熔炼，形成铜合金熔液14。Sn12被氧化，在最终形成的铜合金导体18的结晶组织中生成Sn氧化物(SnO2)并弥散分布。Sn氧化物的大部分(80％或以上)为平均粒径小于等于1μm的微小氧化物。铜母材11也可以含有不可避免的杂质。
Sn12的含量小于0.15重量％时，即使采用本实施方式的制造方法，也不能得到将铜合金导体18的强度提高到大于等于420MPa的效果。另外，Sn12的含量超过0.70重量％时，铸造材料15的硬度提高，轧制加工时的变形阻力也提高，因而轧辊的负荷就变得特别大，难以制成制品。而且，Sn12的含量在0.15～0.70重量％的范围内，随着Sn12的含量增加，导电率缓慢下降。
在本实施方式中，通过将Sn12的含量在0.15～0.70重量％(不包括0.15重量％)的范围内适当调整，例如如同在后述的实施例中所述，可以在将铜合金导体18的抗拉强度提高到大于等于420MPa的同时，将导电率在大于等于60％IACS、小于94％IACS的范围，优选大于等于75％IACS、小于94％IACS的范围，更优选大于等于80％IACS、小于94％IACS的范围内任意进行调整。
如果Sn12的含量增多，在热轧工序(F3)中进行热轧时，轧制材料16的表面损伤往往会增多。因此，在Sn12的含量多的场合(例如在大于等于0.5重量％时)，为了减少轧制材料16的表面损伤，也可以在铜母材11中，与Sn12一起添加P。P的含有量为小于等于0.01重量％(100重量ppm)。如果P的含量小于2重量ppm，减少铜线表面损伤的效果基本看不出来，P的含有量超过100重量ppm时，铜合金导体18的导电率很低。
另外，当Sn12的含量增加时，铸造工序中(F2)之后的铸造材料15的晶粒有稍微增大的倾向(随之而来的是铜合金导体18的强度有稍微降低的倾向)。因此，在Sn12的含量高的情况下(例如大于等于0.5重量％)，为了使铸造材料15的晶粒变得细小，可以在铜母材11中，与Sn12一起进一步添加B。B的含量在0.01重量％(100重量ppm)或其以下。如果B的含量少于2重量ppm，基本无法确认细化晶粒的效果(进而提高铜合金导体18的强度的效果)，如果B含量超过100重量ppm，铜合金导体18的导电率下降。
而且，还可以同时含有P和B，二者合计含量在0.02重量％(200重量ppm)或以下。
之后，在铸造工序(F2)中，将前一工序中所得到的铜合金熔液供给SCR方式的连续铸造轧制机。具体地，在比SCR连续铸造的通常铸造温度(1120～1200℃)低的温度(1100～1150℃)下进行铸造，同时，对铸型(铜结晶器)进行强制水冷。这样，铸造材料15被急速冷却到比铜合金熔液14的凝固温度至少低15℃或以上的温度。
通过这样的铸造处理和急冷处理，与在通常铸造温度下铸造或者仅将铸造材料15冷却到超过“铜合金熔液14的凝固温度-15℃”的温度的场合相比，铸造材料15中结晶(或者析出)的氧化物的尺寸以及铸造材料15的晶粒尺寸都分别减小了。
然后，在热轧工序(F3)中，在比连续铸造轧制的通常的热轧温度低50～100℃的温度下，即将铸造材料15的温度调整到小于等于900℃，优选调整到750～900℃的状态下，对铸造材料15进行多道次热轧。在最终的轧制时，在500～600℃的轧制温度下进行热轧加工，形成轧制材料16。如果终轧温度低于500℃，轧制加工时产生许多表面损伤，导致表面品质下降，如果超过600℃，则结晶组织变成与以往同样水平的粗大组织。最终轧制温度在500～600℃的范围内，随着最终轧制温度的提高，抗拉强度缓慢下降，导电率逐渐升高。
通过这样的热轧，前一工序中结晶(或者析出)的尺寸比较小的氧化物破断，氧化物的尺寸进一步减小。另外，由于本实施方式的制造方法中的热轧是在比通常热轧低的温度下进行，轧制时导入的位错重新排列，在晶粒内部形成微小的亚晶界。亚晶界是在晶粒内存在的、取向多少有些不同的多个结晶之间的分界。
然后，在洗净、卷取工序(F4)中，将轧制材料16洗净、进行卷取，得到粗轧线材17。卷取的粗轧线材的线径例如是8～40mm，优选的是小于等于30mm。例如架空导线的粗轧线材17的线径为22～30mm。
最后，在冷加工工序(F5)中，将卷取的粗轧线材送出，在-193℃(液氮温度)～100℃，优选在-193℃～不足25℃的温度下对该粗轧线材17进行冷加工(拉丝加工)。这样得到铜合金导体18。为了降低连续拉丝时的加工热对铜合金导体18的影响(强度下降等)，要对拉丝模等冷加工装置进行冷却，将线材的温度调整到小于等于100℃，优选小于等于25℃。另外，为了提高铜合金导体18的强度，必须提高热轧加工时的加工度，使得轧制材料16以及粗轧线材17的强度充分提高，除此之外，还必须将冷加工时的加工度提高到大于等于50％。若加工度不到50％，则无法得到超过420MPa的抗拉强度。
所得的铜合金导体18，根据以后用途形成所希望的形状，例如形成电车线(架空导线)、机器用电缆导体、产业用电缆导体等。电车线的断面面积，例如是110～170mm2。
以下，对本实施方式的作用进行说明。
以往的铜合金导体，结晶的组织粗大。另外，Sn等的氧化物是平均粒径(或者长度)超过1μm的粗大氧化物。这样的结果导致以往的铜合金导体的抗拉强度不十分理想。
与此相对，在本实施方式的铜合金导体18的制造方法中，以0.15～0.70重量％(不包括0.15重量％)的比例向铜母材11中添加Sn12，形成铜合金熔液14，使用该铜合金熔液14，在低温下进行连铸(铸造温度为1100～1150℃)，进行低温轧制加工(最终轧制温度为500～600℃)，以及将温度调整到100℃或以下使不发生加工热作用的情况下进行冷加工，制造铜合金导体18。
通过这样，本实施方式的铜合金导体18的结晶组织比以往的铜合金导体更细小。即，铜合金导体18的晶粒的平均粒径比以往铜合金导体的晶粒的平均粒径要小，小于等于100μm。还有，铜合金导体18的基体中弥散分布有Sn12的氧化物，该氧化物的80％以上是平均粒径小于等于1μm的微小氧化物。
通过在基体中弥散分布的微小氧化物，抑制了由于铸造材料15具有的热(显热)引起的结晶和晶界的移动。结果，由于抑制了热轧过程中各个晶粒的长大，使得轧制材料16的结晶组织细化。
根据以上所述，本实施方式的铜合金导体18的强化，是由于晶粒细化引起的铜合金导体基体强度的提高和由于基体中弥散分布微小氧化物引起的弥散强化所致，与特开平6-240426号公报等记载的仅通过Sn的固溶强化产生的强化相比，还可以抑制导电率下降的比例。因此，根据本实施方式的制造方法，在不大幅度降低导电率的情况下，可以获得具有高抗拉强度的铜合金导体18。即，例如如下文的实施例中所述，可以得到具有大于等于75％IACS、小于94％IACS的高导电率并且具有高强度架空线所必需的大于等于420MPa的高强度(抗拉伸强度)的铜合金导体18。
另外，本实施方式的制造方法，由于可以利用现有的或者惯用的连续铸造轧制设备和冷加工装置，不必再增加新设备的投资，因而可以以低的成本制造高导电率、高强度的铜合金导体18。
下面，对本发明的其他实施方式进行说明。
前述实施方式的铜合金导体18，由在含有0.001～0.1重量％(10～1000重量ppm)氧的铜母材11中添加了0.15～0.70重量％(不包括0.15重量％)Sn、优选添加0.20～0.70重量％Sn、更优选添加0.30～0.60重量％Sn的铜合金所构成。该铜合金导体18的抗拉强度大于等于420MPa，并且导电率大于等于60％IACS、小于94％IACS。
与此相对，本发明的另一优选的实施方式的铜合金导体，导电率进一步提高。具体而言，本实施方式的铜合金导体，是由在含氧0.001～0.1重量(10～1000重量ppm)的铜母材中含有0.05～0.15重量％Sn、优选0.07～0.13重量％Sn、更加优选0.08～0.12重量％Sn的铜合金所构成。该铜合金导体，构成结晶组织的晶粒的平均粒径小于等于100μm，并且，在结晶组织的基体中弥散分布有Sn的氧化物，该Sn的氧化物中80％以上是平均粒径小于等于1μm的微小氧化物，该铜合金导体的抗拉强度大于等于200MPa、小于420MPa，优选大于等于220MPa、小于420MPa，更优选大于等于300MPa、小于420MPa，特别优选大于等于370MPa、小于420MPa，并且导电率大于等于94％IACS。
其中，Sn的含量不足0.05重量％时，即使采用本实施方式的制造方法，铜合金导体18的抗拉强度也不会比纯铜的抗拉强度(例如反射炉精炼铜的抗拉强度约为220MPa)高。反之，如果Sn的含量超过0.15重量％，铜合金导体的导电率就无法提高到94％IACS以上。而且，Sn的含量在0.05～0.15重量％的范围内，随着Sn的含量的增加，导电率缓慢下降。本实施方式的铜合金导体，通过将Sn的含量调整为0.05～0.15重量％的范围，例如如下文的实施例中所述，可以在保持铜合金导体的抗拉强度大于等于370MPa、小于420Mpa的高水平的情况下，将导电率调整达到大于等于94％IACS。
对于本实施方式的铜合金导体，在不妨碍导电率达到大于等于94％IACS的范围内，还可以与Sn一起向铜母材中添加P和/或B。P的含量为小于等于0.01重量％(100重量ppm)。B的含量为小于等于0.01重量％(100重量ppm)。在同时含有B和P的情况下，二者合计含量为小于等于0.02重量％(200重量ppm)。
另外，铜母材中的氧含量在0.001～0.1重量％(10～1000重量ppm)的范围内，氧的含量越高，抗拉强度和导电率都会提高。
本实施方式的铜合金导体的制造方法，除了制造中所使用的铜合金熔液的成分组成与前述实施方式的铜合金导体的制造方法中使用的铜合金熔液14(参照图1)不同之外，其他与前述的实施方式的铜合金导体的制造方法相同。
本实施方式的铜合金导体，具有与纯铜几乎没有区别的高导电率(大于等于94％IACS)，同时可以得到高的抗拉强度。即，例如如下文的实施例中所述，得到了具有大于等于94％IACS的高导电率并且具有各种机器用电缆导体所必需的约400MPa(例如370～420MPa)的高强度(抗拉强度)的铜合金导体。
本实施方式的铜合金导体，可以适用于各种机器用电缆导体、产业用电缆导体，也可以作为电车线用铜合金导体(架空电线)来使用。
使用按本实施方式的制造方法制造的铜合金导体，形成单线材或者绞线材，在该单线材或绞线材的周围设置绝缘层，可以得到各种机器用电缆、产业用电缆等高导电率、高强度的电缆(线路用材料、供电用材料)。
当然，本发明并不限于上面所述的实施方式，还可以设想具有其它的实施方式。
以下，基于实施例对本发明进行说明，但本发明并不限定于这些实施例。
实施例
改变添加到铜母材中的元素的种类和添加量、以及热轧加工的终轧温度等，制作直径为Φ23mm的铜合金导体(电车线用铜合金粗拉丝)。该铜合金导体是使用本发明的铜合金导体的制造方法制造的。
具体地说，使用铜合金熔液，在比SCR连续铸造的通常铸造温度(1120～1200℃)低的温度(1100～1150℃)下进行铸造，同时对铸型(铜结晶器)进行强制水冷。这样，将铸造材料急速冷却到比铜合金熔液的凝固温度低100℃的温度。然后，在比连续铸造轧制的通常的热轧温度低50～100℃的温度下，即在将铸造材料的温度调整到500～600℃的状态下，对铸造材料进行多道次热轧。然后，将该轧制材料洗净、卷取，形成粗轧线材17。卷取的粗轧线材的线径小于等于23mm。最后，将卷取的粗轧线材送出，将该粗轧线材在大约30℃的温度下进行冷加工(拔丝加工)，制成铜合金导体。
实施例1～3
使用在氧含量为10重量ppm的铜母材中分别含有0.3、0.4、0.6重量％Sn的铜合金，制造铜合金导体，最终轧制温度均为560℃。
实施裂4～6
除了氧含量为350重量ppm以外，与实施例1～3同样操作制造铜合金导体，最终轧制温度均为560℃。
实施例7～9
除了氧含量为500重量ppm以外，与实施例1～3同样操作制造铜合金导体，最终轧制温度均为560℃。
实施例10
使用在含氧量为350重量ppm的铜母材中含有0.6重量％Sn和0.0050重量％P的铜合金，制成铜合金导体。最终轧制温度为560℃。
实施例11
使用在含氧量为350重量ppm的铜母材中含有0.6重量％Sn和0.0050重量％B的铜合金，制成铜合金导体。最终轧制温度为560℃。
实施例12
除了Sn的含量为0.1重量％外，与实施例1～3同样操作制造铜合金导体，最终轧制温度为560℃。
实施例13
除了Sn的含量为0.1重量％外，与实施例4～6同样操作制造铜合金导体，最终轧制温度为560℃。
实施例14
除了Sn的含量为0.1重量％外，与实施例7～9同样操作制造铜合金导体，最终轧制温度为560℃。
比较例1
除了最终轧制温度为650℃外，与实施例4同样操作制造铜合金导体。
比较例2
除了最终轧制温度为620℃外，与实施例4同样操作制造铜合金导体。
比较例3
除了最终轧制温度为650℃外，与实施例1同样操作制造铜合金导体。
比较例4
除了最终轧制温度为650℃外，与实施例7同样操作制造铜合金导体。
实施例1～14和比较例1～4的铜合金导体的制造条件(含氧量、添加元素种类和含量、最终轧制温度)如表1所示。
表1
然后，使用实施例1～14和比较例1～4的各铜合金导体，分别制成断面积为170mm2的架空导线。各架空导线的抗拉强度(MPa)、导电率(％IACS)、氧化物的比例、晶粒尺寸、表面品质及热轧性能等示于表2中。
其中，对于氧化物的比例，平均粒径小于等于1μm的氧化物的比例大于等于80％者为○，不足80％者为×。
对于晶粒尺寸，设使用比较例1的铜合金导体制作的架空导线的晶粒的平均粒径为1时，晶粒尺寸小于0.5者为○，0.5～1.0者为×。
对于表面品质，热轧后表面损伤少者为○，多者为×。
对于热轧性能，热轧性能好者为○，不好者为×。
表2
Figure S06102114520060124D000141
如表2所示，使用实施例1～11的各铜合金导体制造的各架空导线，都具有大于等于420MPa(421～450MPa)的抗拉强度和不到94％IACS(78～94％IACS)的导电率。
另外，使用实施例12～14的铜合金导体制造的架空导线，都具有小于420MPa(388～390MPa)的抗拉强度和大于等于94％IACS(94～99％IACS)的导电率。
各架空导线中，平均粒径小于等于1μm的氧化物的比例均为80％或以上，在晶粒内部可以观察到亚晶界，晶粒的尺寸小于0.5。而且，所有架空导线的表面损伤都很少，表面品质良好，热轧性能也很好。
另外，将用实施例1～3、4～6、7～9的各铜合金导体制作的各架空导线进行比较，结果表明，随着Sn含量的增加，抗拉强度提高，但导电率下降。将用实施例6、10的各铜合金导体制作的各架空导线进行比较，结果表明，添加了P的实施例10的表面品质更好。将用实施例6、11的各铜合金导体制作的各架空导线进行比较，结果表明，添加了B的实施例11的抗拉强度有一定程度的提高。
与此相对，使用比较例1、3、4的各铜合金导体制作的架空导线，铜母材的氧含量和Sn含量都在规定的范围内，但是，由于最终轧制温度超出规定范围(500～600℃)之外，在这些架空导线中，微小氧化物的比例较少并且晶粒尺寸大。也就是，虽然导电率为80～92％IACS，都满足所规定的范围(大于等于75％IACS)，但抗拉强度分别为410～417MPa，都不到420MPa，未能满足规定的范围(大于等于420MPa)。
另外，使用比较例2的铜合金制作的架空导线，铜母材的氧含量和Sn含量均在规定范围内，但由于最终轧制温度超出了规定范围(500～600℃)，在该架空导线中，微小氧化物的比例少并且晶粒尺寸大。也就是，虽然导电率为89％IACS，满足所规定的范围(大于等于75％IACS)，但抗拉强度为415MPa，未能满足规定的范围(大于等于420MPa)。

Claims (9)

1.铜合金导体，其特征在于，由铜合金熔液通过连续铸造轧制得到的轧制材料构成，所述铜合金导体是由在含有氧0.001～0.1重量％的铜母材中含有超过0.15重量％且小于等于0.70重量％的Sn的铜合金构成，构成结晶组织的晶粒的平均粒径小于等于100μm，并且，在结晶组织的基体中弥散分布的Sn的氧化物的80％以上是平均粒径小于等于1μm的微小氧化物；所述铜合金导体的抗拉强度大于等于420MPa，并且，导电率大于等于60％IACS。
2.铜合金导体，其特征在于，由铜合金熔液通过连续铸造轧制得到的轧制材料构成，所述铜合金导体是由在含有氧0.001～0.1重量％的铜母材中含有0.05～0.15重量％Sn的铜合金构成，构成结晶组织的晶粒的平均粒径小于等于100μm，并且，在结晶组织基体中弥散分布的Sn的氧化物的80％以上是平均粒径小于等于1μm的微小氧化物；所述铜合金导体的抗拉强度大于等于200MPa且小于420MPa，并且，导电率大于等于94％IACS。
3.根据权利要求1或2所述的铜合金导体，其特征在于，所述的铜合金除了Sn以外还含有0.01重量％以下的P或者B。
4.根据权利要求1或2所述的铜合金导体，其特征在于，所述的铜合金除了Sn以外还含有总量合计为0.02重量％以下的P和B。
5.架空导线，其特征在于，由权利要求1和3至4中任一项所述的铜合金导体构成。
6.电缆，其特征在于，在由权利要求2至4中任一项所述的铜合金导体构成的单线材或者绞线材的周围设置绝缘层。
7.权利要求1所述的铜合金导体的制造方法，该方法是使用铜合金熔液进行连续铸造轧制，形成轧制材料，使用该轧制材料制成铜合金导体，其特征在于：
在含有氧0.001～0.1重量％的铜母材中添加超过0.15重量％且小于等于0.70重量％的Sn，进行熔炼，形成铜合金熔液；
使用所述铜合金熔液进行连续铸造，同时将铸造材料快速冷却至比所述铜合金熔液的熔点至少低15℃的温度；
将所述铸造材料的温度调整为小于等于900℃，在该状态下，对所述铸造材料进行多道热轧加工，使最终轧制温度调整为500～600℃，形成轧制材料。
8.权利要求2所述的铜合金导体的制造方法，该方法是使用铜合金熔液进行连续铸造轧制，形成轧制材料，使用所述轧制材料制成铜合金导体，其特征在于：
在含有氧0.001～0.1重量％的铜母材中添加0.05～0.15重量％的Sn，进行熔炼，形成铜合金熔液；
使用所述铜合金熔液进行连续铸造，同时将铸造材料快速冷却至比所述铜合金熔液的熔点至少低15℃的温度；
将所述铸造材料的温度调整为小于等于900℃，在该状态下，对所述铸造材料进行多道热轧，使最终轧制温度调整为500～600℃，形成轧制材料。
9.根据权利要求7或8所述的铜合金导体的制造方法，其特征在于，在-193～100℃温度下对所述轧制材料进行加工度大于等于50％的冷加工，形成铜合金导体。
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