JP2000073153A - 銅合金線及びその製造方法 - Google Patents

銅合金線及びその製造方法

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copper alloy
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heat treatment
tubular furnace
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Ryo Matsui
量 松井
Takao Ichikawa
貴朗 市川
Masayoshi Aoyama
正義 青山
Hiroshi Komuro
浩 小室
Kenji Konishi
健司 小西
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Hitachi Cable Ltd
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Hitachi Cable Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 所定の引張り強度,伸び,及び導電率を有し
ながら製造される銅合金線同志の粘着を無くすことがで
きる銅合金線及びその製造方法を提供する。 【解決手段】 Cuに0.005〜1.0重量%のCr
と0.005〜0.20重量%のZrを添加したCu−
Cr−Zr合金の鋳造材に950℃以上で30分以上の
溶体化処理を行って最終線径に伸線した銅合金線4を、
還元ガス雰囲気で600〜900℃、1〜10秒の熱処
理を均一に施す。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はコンピュータの内部
配線用ケーブル,インターフェース用ケーブル,ICテ
スタケーブル,医療用プローブケーブル等の極細導体と
して使用される銅合金線及びその製造方法に関し、特
に、所定の引張り強度,伸び,及び導電率を有し、且
つ、線同志の粘着を防止した銅合金線及びその製造方法
に関する。
【0002】
【従来の技術】最近のパソコン及びその周辺機器,或い
は医療機器等の電気製品の軽・薄・短・小化に伴い、こ
れらに使用されるケーブルの極細線化が進められてい
る。一方、最近の電気製品の高性能化に伴い、この種の
ケーブルも高性能化,高品質化が要求されている。この
種のケーブルに用いられる導体には、ケーブルの使用環
境においては優れた屈曲特性が、また、端末の加工の際
には導体素線がばらけ難いといった端末加工性が要求さ
れる。通常、導体には銅(Cu)線及び銅合金線の硬質
材もしくは軟質材が用いられている。銅合金線の硬質材
は、強度が大きいために屈曲特性に優れているという利
点があるが、伸びが不足していることから端末加工性が
悪いという欠点がある。一方、銅合金線の軟質材は、伸
びが大きく端末加工性に優れているという利点がある
が、強度が不足しているため耐屈曲性が小さいという欠
点がある。そのため、これら両方の特性を併せ持つ半硬
材で高導電率の導電用極細合金線が求められている。
【0003】このような背景の中、導電用極細合金線と
しては、一般に、素線(極細線)を撚線した撚線導体線
や素線を可撓性の線状又は帯状の絶縁体に巻き付けてな
る巻付導体線が使用されている。これらの導体線を構成
する極細線には、その径が0.02〜0.10mm程度
のものが多く使用され、また、その合金線には、従来か
らCu−Cr−Zr合金等の銅合金線が使用されてい
る。
【0004】従来のCu−Cr−Zr合金の銅合金線の
製造方法においては、極細線用にCu−Cr−Zr合金
の極細線を所定のサイズ(最終線径)に伸線した後、こ
れをボビンに巻き、450〜550℃で1〜5時間程度
の熱処理を行い時効させて、Cu−Cr−Zr合金の銅
合金線を製造している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の銅合金
線及びその製造方法によると、その製造工程における熱
処理(時効処理)の際に、ボビンに巻かれた線の一部が
加熱によって粘着し、次の線を巻き換える工程の際に、
断線を生じたり、表面に傷が付いたりして表面品質を著
しく低下させてしまうという問題がある。
【0006】従って、本発明の目的は所定の引張り強
度,伸び,及び導電率を有しながら熱処理後に線と線が
粘着するのを防ぐことができる銅合金線及びその製造方
法を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するため、Cuに0.005〜1.0重量%のCrと
0.005〜0.20重量%のZrが添加され、引張り
強度が40kgf/mm2 以上、伸びが8%以上、導電
率が85%IACS以上を有し、線径が20〜100μ
mである銅合金線を提供するものである。
【0008】ここで、Crの添加量を0.005〜1.
0重量%としたのは、0.005重量%未満では必要な
強度が得られず、また、1.0重量%を超えると必要と
される導電率が得られなくなると共に、溶体化処理後も
Cr系化合物が晶出物として残り、伸線時に断線の原因
になるからである。
【0009】Zrの添加量を0.005〜0.20重量
%としたのは、0.005重量%未満では必要な強度が
得られず、また、0.20重量%を超えると強度は大き
くなるが、Zr系化合物が晶出物として残り、伸線時の
断線の原因になるからである。
【0010】また、本発明は上記の目的を達成するた
め、Cuに0.005〜1.0重量%のCrと0.00
5〜0.20重量%のZrを添加したCu−Cr−Zr
合金の鋳造材に950℃以上で30分以上の溶体化処理
を行って最終線径に伸線した銅合金線を準備し、前記銅
合金線に還元ガス雰囲気で600〜900℃、1〜10
秒の熱処理を施してCu−Cr−Zr系の析出物を形成
させるようにした銅合金の製造方法を提供するものであ
る。
【0011】ここで、Cu−Cr−Zr合金の鋳造材に
950℃以上で30分以上の溶体化処理を行う理由は、
Cr,Zrを十分に固溶させないと、後の熱処理(時効
処理)においてCr,Zr系化合物の析出量が不足し、
強度が向上しなくなるからである。
【0012】銅合金線に施す熱処理の温度を600〜9
00℃にしたのは、600℃未満では時効処理に数時間
要するため数秒の熱処理では、Cr,Zr系化合物の析
出が十分に生じず、また、900℃を超えると析出した
Cr,Zr系化合物が固溶してしまい、導電率の低下を
招くからである。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の銅合金線およびそ
の製造方法を詳細に説明する。
【0014】図1は本発明の銅合金線の製造装置の一形
態を示す。この製造装置は、Cu−Cr−Zr合金の鋳
造材に950℃以上で30分以上の溶体化処理を行って
最終線径に伸線した銅合金線4を送り出す送出し機1
と、銅合金線4を還元ガス雰囲気で加熱処理する管状炉
2と、管状炉2で処理された銅合金線5を巻き取る巻取
り機3とを備えている。
【0015】送出し機1は、銅合金線4を巻き付けてあ
る送出しボビン1aと、送出しボビン1aから送出され
る銅合金線4の送出し方向を決定するガイド・ローラ1
bと、銅合金線4の張力を調整するテンション・ローラ
1cを備えている。
【0016】巻取り機3は、銅合金線5に所定の張力を
与え、巻取り方向を決定するガイド・ローラ3bと、製
造された銅合金線5を巻き取る巻取りボビン3aを備え
ている。
【0017】図2は上記製造装置によって銅合金線を製
造する工程を示す。まず、送出し機1は、Cu−Cr−
Zr合金の鋳造材に950℃以上で30分以上の溶体化
処理を行って最終線径に伸線した銅合金線4が巻き付け
てある送出しボビン1aから、ガイド・ローラ1b,及
びテンション・ローラ1cを介して所定の速度で銅合金
線4を管状炉2に送出す(201)。均熱帯内での温度
差が±1℃程度の管状炉2では、Ar+7%H2 ガス等
の還元ガス雰囲気中に銅合金線4を所定の温度と時間で
走行させ均一に加熱する(202)。この還元ガス雰囲
気での加熱によって銅合金線5が製造され、ガイド・ロ
ーラ3bを介して巻取りボビン3aに巻き取る(20
3)。このようにしてCu−Cr−Zr合金の銅合金線
5が製造され、この製造において銅合金線4を所定の温
度と時間で均一に加熱しているため、巻取りボビン3a
に巻き取られた銅合金線5同志の粘着が全く無くなっ
た。
【0018】このようにして製造される本発明の実施の
形態に係る銅合金線は、Cuに0.005〜1.0重量
%のCrと0.005〜0.20重量%のZrが添加さ
れ、引張り強度が40kgf/mm2 以上、伸びが8%
以上、導電率が85%IACS以上を有し、線径が20
〜100μmになっている。
【0019】次に、Cuに0.8重量%のCrと0.1
5重量%のZrを添加してなる線径0.08mmのCu
−Cr−Zr合金線を素材となる銅合金線4とし、上述
の製造装置によって加熱時間と加熱温度をそれぞれ変え
てCu−Cr−Zr合金の銅合金線5を製造し、その特
性を従来の銅合金線と比較した。
【0020】表1は図1の管状炉2、即ち、図2のステ
ップ202での条件と、その条件によって製造された銅
合金線5の特性試験の結果を示す。ここで、ボビンに巻
いたままの状態で、500℃,3時間(10800秒)
の時効処理をした、従来のCu−Cr−Zr合金線を試
料3とした。ただし、試料3は、製造された銅合金線5
同志が粘着してしまった。
【0021】
【表1】
【0022】表1から明らかなように、本発明の銅合金
線の製造方法で製造された試料1,2の銅合金線5は、
試料3の従来の銅合金線5と同等以上の引張り強度,伸
び,及び導電率を得ることができ、且つ、銅合金線5同
志が粘着しなかった。
【0023】以上、本発明の銅合金線及びその製造方法
について説明したが、熱処理の際に管状炉2内に2段以
上の温度分布を設けても良い。こうすることによって、
さらに高い特性のCu−Cr−Zr合金の銅合金線を得
ることができる。例えば、第1段目に処理温度が600
℃、処理時間が1.2秒の熱処理を行った後、第2段目
に処理温度が700℃、処理時間が3.0秒で再度熱処
理を行うと、引張り強度45kgf/mm2 、伸びが1
2.5%、導電率が90%IACS程度の銅合金線を得
ることができる。
【0024】
【発明の効果】以上述べた通り、本発明の銅合金線及び
その製造方法によると、Cuに0.005〜1.0重量
%のCrと0.005〜0.20重量%のZrを添加し
たCu−Cr−Zr合金の鋳造材に950℃以上で30
分以上の溶体化処理を行って最終線径に伸線した銅合金
線を、還元ガス雰囲気で600〜900℃、1〜10秒
の熱処理を均一に施しているため、所定の引張り強度,
伸び,及び導電率を有しながら製造される銅合金線同志
の粘着を無くすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の銅合金線を製造する製造装置を示す概
略図。
【図2】本発明の銅合金線の製造工程を示すフローチャ
ート。
【符号の説明】
1 送出し機 1a 送出しボビン 1b ガイド・ローラ 1c テンション・ローラ 2 管状炉 3 巻取り機 3a 巻取りボビン 3b ガイド・ローラ 4 銅合金線(素材) 5 銅合金線(製品)
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C22F 1/00 682 C22F 1/00 682 683 683 685 685Z 686 686Z 691 691Z 691B 691C (72)発明者 青山 正義 茨城県日立市日高町5丁目1番1号 日立 電線株式会社パワーシステム研究所内 (72)発明者 小室 浩 茨城県日立市日高町5丁目1番1号 日立 電線株式会社日高工場内 (72)発明者 小西 健司 茨城県日立市川尻町4丁目10番1号 日立 線材株式会社内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 Cuに0.005〜1.0重量%のCr
    と、0.005〜0.20重量%のZrが添加され、引
    張り強度が40kgf/mm2 以上、伸びが8%以上、
    導電率が85%IACS以上を有し、線径が20〜10
    0μmであることを特徴とする銅合金線。
  2. 【請求項2】 Cuに0.005〜1.0重量%のCr
    と、0.005〜0.20重量%のZrを添加したCu
    −Cr−Zr合金の鋳造材に950℃以上で30分以上
    の溶体化処理を行って最終線径に伸線した銅合金線を準
    備し、前記銅合金線に還元ガス雰囲気で600〜900
    ℃、1〜10秒の熱処理を施してCu−Cr−Zr系の
    析出物を形成させることを特徴とする銅合金線の製造方
    法。
  3. 【請求項3】 前記熱処理は、前記銅合金線を管状炉に
    通すことによって行われる請求項2記載の銅合金線の製
    造方法。
  4. 【請求項4】 前記管状炉は、長さ方向に均一化された
    熱処理温度を有する請求項3記載の銅合金線の製造方
    法。
  5. 【請求項5】 前記管状炉は、前後段の熱処理ステージ
    を有し、後段の熱処理ステージは、前段の熱処理ステー
    ジより熱処理温度及び熱処理時間が大である請求項3記
    載の銅合金線の製造方法。
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