JP2000113731A - 高導電性・高屈曲性銅合金線 - Google Patents
高導電性・高屈曲性銅合金線Info
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- JP2000113731A JP2000113731A JP10285191A JP28519198A JP2000113731A JP 2000113731 A JP2000113731 A JP 2000113731A JP 10285191 A JP10285191 A JP 10285191A JP 28519198 A JP28519198 A JP 28519198A JP 2000113731 A JP2000113731 A JP 2000113731A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ロボットの駆動用ケーブルの導体に用いて好
適な高導電性・高屈曲性銅合金線及びその製造方法を提
供する。 【解決手段】 その場（In Situ)形成クロム繊維強化銅
マトリックス複合材料からなる高導電性・高屈曲性銅合
金線において、銅マトリックスにクロム層繊維をその場
形成せしめてなる線材の製造工程の中間段階で該線材表
面をニッケルメッキし、次いで熱処理を施してニッケル
と銅の相互拡散を生じせしめることにより、表面を銅基
の銅−ニッケル合金層で被覆してなる。
適な高導電性・高屈曲性銅合金線及びその製造方法を提
供する。 【解決手段】 その場（In Situ)形成クロム繊維強化銅
マトリックス複合材料からなる高導電性・高屈曲性銅合
金線において、銅マトリックスにクロム層繊維をその場
形成せしめてなる線材の製造工程の中間段階で該線材表
面をニッケルメッキし、次いで熱処理を施してニッケル
と銅の相互拡散を生じせしめることにより、表面を銅基
の銅−ニッケル合金層で被覆してなる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は高導電性・高屈曲性
銅合金線及びその製造方法に関し、特にロボットの駆動
用ケーブル（以下、「ロボット用ケーブル」という。）
の導体に用いて、導体自身の屈曲性を飛躍的に向上させ
ることにより、ロボット本体の屈曲に対する耐久性を向
上させ、以って現在ロボットシステムに課せられている
無人化・メンテナンスフリー化を実現させるなどに利用
することができる。
銅合金線及びその製造方法に関し、特にロボットの駆動
用ケーブル（以下、「ロボット用ケーブル」という。）
の導体に用いて、導体自身の屈曲性を飛躍的に向上させ
ることにより、ロボット本体の屈曲に対する耐久性を向
上させ、以って現在ロボットシステムに課せられている
無人化・メンテナンスフリー化を実現させるなどに利用
することができる。
【０００２】
【従来の技術】従来ロボット用ケーブルの導体には、軟
銅線や、Ｓｎを添加した銅合金線などが用いられている
が、ロボット全体の寿命がそれに用いる導体の寿命で決
まってしまうので、導体自身の寿命をさらに桁違いに向
上させることが必須となっている。ここで典型的なロボ
ット用ケーブルの構成を図１に示す。図１に示すよう
に、従来の典型的なロボット用ケーブルは、銅や銅合金
の裸素線をより合わせて導体３とし、絶縁体２で被覆
後、これらを複数本集合し、最終的にシース１で外部を
被覆してケーブルを構成している。
銅線や、Ｓｎを添加した銅合金線などが用いられている
が、ロボット全体の寿命がそれに用いる導体の寿命で決
まってしまうので、導体自身の寿命をさらに桁違いに向
上させることが必須となっている。ここで典型的なロボ
ット用ケーブルの構成を図１に示す。図１に示すよう
に、従来の典型的なロボット用ケーブルは、銅や銅合金
の裸素線をより合わせて導体３とし、絶縁体２で被覆
後、これらを複数本集合し、最終的にシース１で外部を
被覆してケーブルを構成している。
【０００３】ここで用いる導体は信号や動力を伝播させ
るため高導電性であることが必要で、かつ機械的負荷に
耐えるため高強度であるのが望ましい。しかるに高強度
であれば導電性は低下し、高導電性であれば強度が低下
してしまうという経験則が成り立つ。例えば純銅の導電
率は〜１００％ＩＡＣＳ（国際軟銅標準）で、銀に次い
で高い導電性を示すが、機械的強さは４０ｋｇ／ｍｍ2
以下であるのに対し、代表的なバネ用ベリリウム銅の機
械的強さは１００ｋｇ／ｍｍ2 以上と強いが、導電率は
〜３０％ＩＡＣＳ以下である。上述したＳｎ入り銅合金
は、既にトロリー線などにも応用されているコマーシャ
ルベースの材料であるが、Ｓｎ添加量とともに機械的強
度は増すが、導電性が低下する。例えば0.３％Ｓｎ入り
銅合金の導電性は〜７０％ＩＡＣＳであるが、強度を増
すため0.６％Ｓｎ入り銅合金にすると、導電性は５０〜
６０％ＩＡＣＳに低下してしまう。こうした経験則の成
立する範囲では、ロボットの駆動用ケーブルの導体に用
いて、導体自身の屈曲性を飛躍的に向上させることによ
り、ロボット本体の屈曲に対する耐久性を向上させ、以
って現在ロボットシステムに課せられている無人化・メ
ンテナンスフリー化を実現させるなどに利用しうる材料
とはなり得ない。
るため高導電性であることが必要で、かつ機械的負荷に
耐えるため高強度であるのが望ましい。しかるに高強度
であれば導電性は低下し、高導電性であれば強度が低下
してしまうという経験則が成り立つ。例えば純銅の導電
率は〜１００％ＩＡＣＳ（国際軟銅標準）で、銀に次い
で高い導電性を示すが、機械的強さは４０ｋｇ／ｍｍ2
以下であるのに対し、代表的なバネ用ベリリウム銅の機
械的強さは１００ｋｇ／ｍｍ2 以上と強いが、導電率は
〜３０％ＩＡＣＳ以下である。上述したＳｎ入り銅合金
は、既にトロリー線などにも応用されているコマーシャ
ルベースの材料であるが、Ｓｎ添加量とともに機械的強
度は増すが、導電性が低下する。例えば0.３％Ｓｎ入り
銅合金の導電性は〜７０％ＩＡＣＳであるが、強度を増
すため0.６％Ｓｎ入り銅合金にすると、導電性は５０〜
６０％ＩＡＣＳに低下してしまう。こうした経験則の成
立する範囲では、ロボットの駆動用ケーブルの導体に用
いて、導体自身の屈曲性を飛躍的に向上させることによ
り、ロボット本体の屈曲に対する耐久性を向上させ、以
って現在ロボットシステムに課せられている無人化・メ
ンテナンスフリー化を実現させるなどに利用しうる材料
とはなり得ない。
【０００４】近年、特に注目されているのが、「その場
（In Situ)形成金属繊維強化銅マトリックス複合材料」
である。これは例えば銅とニオブのように、銅（面心立
方晶に属する）にほとんど固溶しない体心立方晶の元素
を選択し、通常の金属加工工程と同様に、鋳造−鍛造−
熱間及び／あるいは冷間加工によって線や板にするもの
で、例えばJ.Beyk et al.; J.Appl.Phys.vol.49(1978)6
031 等の文献に開示されている。
（In Situ)形成金属繊維強化銅マトリックス複合材料」
である。これは例えば銅とニオブのように、銅（面心立
方晶に属する）にほとんど固溶しない体心立方晶の元素
を選択し、通常の金属加工工程と同様に、鋳造−鍛造−
熱間及び／あるいは冷間加工によって線や板にするもの
で、例えばJ.Beyk et al.; J.Appl.Phys.vol.49(1978)6
031 等の文献に開示されている。
【０００５】最近ではその場形成Ａｇ繊維強化銅マトリ
ックス複合材料や、その場形成Ｃｒ繊維強化銅マトリッ
クス複合材料についての研究報告が、Y.Sakai et a
l.; Appl.Phys.Lett.,vol.59(1991)2965、T.Takeuchi
et al.; J.Less-Common Metals,vol.157(1990)25 及び
鈴木：NRIM NEWS, 1998(JANUARY)等の論文に報告され
ている。
ックス複合材料や、その場形成Ｃｒ繊維強化銅マトリッ
クス複合材料についての研究報告が、Y.Sakai et a
l.; Appl.Phys.Lett.,vol.59(1991)2965、T.Takeuchi
et al.; J.Less-Common Metals,vol.157(1990)25 及び
鈴木：NRIM NEWS, 1998(JANUARY)等の論文に報告され
ている。
【０００６】これら公知の材料の内、最も実用化が有望
と見られるのは、その場形成クロム繊維強化銅あるいは
銅合金（以下Ｃｕ−Ｃｒ系）であるが、開示されている
線材の線径はせいぜい0.５ｍｍφ程度までであった。こ
れはＣｒが脆性であるため、これ以下のサイズの細線化
が困難であるからである。
と見られるのは、その場形成クロム繊維強化銅あるいは
銅合金（以下Ｃｕ−Ｃｒ系）であるが、開示されている
線材の線径はせいぜい0.５ｍｍφ程度までであった。こ
れはＣｒが脆性であるため、これ以下のサイズの細線化
が困難であるからである。
【０００７】この問題を解決するため、本発明者の一人
らは系統的な実験を実施した結果、ロボット用ケーブル
の導体として必要な0.０８ｍｍφの細線化に成功し、先
に提案していた（特開平９−２３５６３３号公報）。
らは系統的な実験を実施した結果、ロボット用ケーブル
の導体として必要な0.０８ｍｍφの細線化に成功し、先
に提案していた（特開平９−２３５６３３号公報）。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、用途に
よっては新たな解決すべき問題点として、クロムが１０
％も存在すると、線材表面が酸化されやすく、線材の加
工工程での熱処理や室温放置でそれぞれ、表面が黒くな
ったり、銅の色調を失なってしまうことが挙げられる。
この結果、表面が黒くなるとハンダ性を損なうと共に外
観不良となり、好ましくないという問題がある。こうし
た傾向は線が細くなればなるほど顕著となる。本発明で
は以上述べた事情に鑑み、細線化した場合であっても線
材表面が黒くなったり、銅の色調を失なってしまうこと
を防止すると共に、ハンダ性を損なうことがない、外観
が良好な高導電性・高屈曲性銅合金線を提供することを
課題とする。
よっては新たな解決すべき問題点として、クロムが１０
％も存在すると、線材表面が酸化されやすく、線材の加
工工程での熱処理や室温放置でそれぞれ、表面が黒くな
ったり、銅の色調を失なってしまうことが挙げられる。
この結果、表面が黒くなるとハンダ性を損なうと共に外
観不良となり、好ましくないという問題がある。こうし
た傾向は線が細くなればなるほど顕著となる。本発明で
は以上述べた事情に鑑み、細線化した場合であっても線
材表面が黒くなったり、銅の色調を失なってしまうこと
を防止すると共に、ハンダ性を損なうことがない、外観
が良好な高導電性・高屈曲性銅合金線を提供することを
課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】従来製造工程で銅線が酸
化する場合、硝酸と硫酸の混合液を用いた酸洗工程でこ
れを除去することができる。しかしながらその場形成ク
ロム繊維強化銅合金（Ｃｕ−Ｃｒ系）では、酸洗により
表面の酸化銅は除去できても、酸化クロムは除去できな
い。したがって線材を酸化させないことが望ましいが、
例えば水素中の熱処理でも水素中に含まれる水蒸気によ
り酸化され黒くなってしまう。これを解決する場合、例
えば水蒸気分圧を十分に下げるためには特別の装置を必
要とし、製造コストをはね上げてしまう、という問題が
ある。また、真空焼鈍では線同志が重なっていると、互
いに接着してしまうので大量生産には不向きであるとと
もに、真空処理により表面が活性となり室温放置の酸化
速度が大になる傾向があり、望しくない。そこで本発明
者等はその場形成クロム繊維強化銅合金を製造する際の
最終製品に至る中間段階の中間線材の表面にニッケルメ
ッキを施すことにより、表面にクロムを存在させずにそ
の場形成クロム繊維強化銅合金を得ることを知見した。
化する場合、硝酸と硫酸の混合液を用いた酸洗工程でこ
れを除去することができる。しかしながらその場形成ク
ロム繊維強化銅合金（Ｃｕ−Ｃｒ系）では、酸洗により
表面の酸化銅は除去できても、酸化クロムは除去できな
い。したがって線材を酸化させないことが望ましいが、
例えば水素中の熱処理でも水素中に含まれる水蒸気によ
り酸化され黒くなってしまう。これを解決する場合、例
えば水蒸気分圧を十分に下げるためには特別の装置を必
要とし、製造コストをはね上げてしまう、という問題が
ある。また、真空焼鈍では線同志が重なっていると、互
いに接着してしまうので大量生産には不向きであるとと
もに、真空処理により表面が活性となり室温放置の酸化
速度が大になる傾向があり、望しくない。そこで本発明
者等はその場形成クロム繊維強化銅合金を製造する際の
最終製品に至る中間段階の中間線材の表面にニッケルメ
ッキを施すことにより、表面にクロムを存在させずにそ
の場形成クロム繊維強化銅合金を得ることを知見した。
【００１０】かかる知見に基づく本発明の［請求項１］
の高導電性・高屈曲性銅合金線の発明は、その場（In S
itu)形成クロム繊維強化銅マトリックス複合材料からな
る高導電性・高屈曲性銅合金線において、銅マトリック
スにクロム層繊維をその場形成せしめてなる線材の製造
工程の中間段階で該線材表面をニッケルメッキし、次い
で熱処理を施してニッケルと銅の相互拡散を生じせしめ
ることにより、表面を銅基の銅−ニッケル合金層で被覆
してなることを特徴とする。
の高導電性・高屈曲性銅合金線の発明は、その場（In S
itu)形成クロム繊維強化銅マトリックス複合材料からな
る高導電性・高屈曲性銅合金線において、銅マトリック
スにクロム層繊維をその場形成せしめてなる線材の製造
工程の中間段階で該線材表面をニッケルメッキし、次い
で熱処理を施してニッケルと銅の相互拡散を生じせしめ
ることにより、表面を銅基の銅−ニッケル合金層で被覆
してなることを特徴とする。
【００１１】［請求項２］の発明は、上記クロム繊維の
成分量が８〜２５重量％であることを特徴とする。
成分量が８〜２５重量％であることを特徴とする。
【００１２】［請求項３］の発明は、請求項１又は２に
おいて、該銅基の銅−ニッケル合金層を有する中間線材
を伸線してなることを特徴とする。
おいて、該銅基の銅−ニッケル合金層を有する中間線材
を伸線してなることを特徴とする。
【００１３】［請求項４］の発明は、その場（In Situ)
形成クロム繊維強化銅マトリックス複合材料からなる高
導電性・高屈曲性銅合金線の製造方法において、銅マト
リックスにクロム層繊維をその場形成せしめてなる線材
の製造工程の中間段階で該線材表面をニッケルメッキ
後、９００〜９８０℃で３０分間以下の条件で、水素雰
囲気あるいは真空中で熱処理を行うことを特徴とする。
形成クロム繊維強化銅マトリックス複合材料からなる高
導電性・高屈曲性銅合金線の製造方法において、銅マト
リックスにクロム層繊維をその場形成せしめてなる線材
の製造工程の中間段階で該線材表面をニッケルメッキ
後、９００〜９８０℃で３０分間以下の条件で、水素雰
囲気あるいは真空中で熱処理を行うことを特徴とする。
【００１４】［請求項５］の発明は、請求項４におい
て、上記ニッケルメッキ後熱処理前に、塑性加工を施す
ことを特徴とする。
て、上記ニッケルメッキ後熱処理前に、塑性加工を施す
ことを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明するが、本発明はこれに限定されるものではな
い。
て説明するが、本発明はこれに限定されるものではな
い。
【００１６】本発明の実施の形態にかかる高導電性・高
屈曲性銅合金線の発明は、その場（Ｉｎ Ｓｉｔｕ）形
成クロム繊維強化銅マトリックス複合材料（その場で形
成したクロム繊維で銅あるいは銅合金母相を強化した複
合材料）線において、線材の製造工程の中間段階で該線
材表面をニッケルメッキし、次いで熱処理を施してニッ
ケルと銅との相互拡散を生じせしめるようにしたもので
ある。このようにして、表面を銅基の銅−ニッケル合金
層で被覆して、銅の色調を保持しつつ、かつハンダ付け
を可能にした。
屈曲性銅合金線の発明は、その場（Ｉｎ Ｓｉｔｕ）形
成クロム繊維強化銅マトリックス複合材料（その場で形
成したクロム繊維で銅あるいは銅合金母相を強化した複
合材料）線において、線材の製造工程の中間段階で該線
材表面をニッケルメッキし、次いで熱処理を施してニッ
ケルと銅との相互拡散を生じせしめるようにしたもので
ある。このようにして、表面を銅基の銅−ニッケル合金
層で被覆して、銅の色調を保持しつつ、かつハンダ付け
を可能にした。
【００１７】本発明の高導電性・高屈曲性銅合金線は、
銅マトリックスにクロム層繊維をその場形成せしめてな
る線材の製造工程の中間線材の表面をニッケルメッキす
るものである。なお、銅マトリックス中に配合される繊
維層としてはクロム層単独の場合のみならず他の繊維層
（例えばアルファ鉄層等の銅と固溶せず、クロム層と二
層共存する組成物）を複合化したものであってもよい。
ここで、たとえば最終線径が直径0.０８ｍｍである場
合、ニッケルメッキしやすい直径１．８ｍｍの段階でニ
ッケルメッキを施すようにしている。なお、本発明で中
間線材の直径としては上記1.８ｍｍに限定されるもので
はなく、銅メッキを施しやすい線径であればこの限りで
はなく、例えば例えば５ｍｍ〜0.５ｍｍの範囲であれば
よい。これは後工程でのダイスを用いた伸線のし易さを
考慮して設定したものである。
銅マトリックスにクロム層繊維をその場形成せしめてな
る線材の製造工程の中間線材の表面をニッケルメッキす
るものである。なお、銅マトリックス中に配合される繊
維層としてはクロム層単独の場合のみならず他の繊維層
（例えばアルファ鉄層等の銅と固溶せず、クロム層と二
層共存する組成物）を複合化したものであってもよい。
ここで、たとえば最終線径が直径0.０８ｍｍである場
合、ニッケルメッキしやすい直径１．８ｍｍの段階でニ
ッケルメッキを施すようにしている。なお、本発明で中
間線材の直径としては上記1.８ｍｍに限定されるもので
はなく、銅メッキを施しやすい線径であればこの限りで
はなく、例えば例えば５ｍｍ〜0.５ｍｍの範囲であれば
よい。これは後工程でのダイスを用いた伸線のし易さを
考慮して設定したものである。
【００１８】ここで何故ニッケルメッキである必要があ
るかといえば、それは当該線材の歪取り焼鈍が１０００
℃近傍でなされるので、この温度に耐える必要があるこ
と、メッキ後の伸線工程で、芯材の塑性フローに十分追
随すること、さらに水素焼鈍で酸化物が還元され、酸化
層が除去されることが必須条件であるからである。しか
るにニッケルメッキでは、銅の色調が失われてしまう。
そこで、本発明においては、ニッケルが相互拡散し、固
溶体を形成することを考慮して、適当な熱処理を施すこ
とにより、銅の色調を帯びてくることを知見し、９００
〜９８０℃で３０分以下の熱処理で、銅が表面に拡散し
て所望の銅の色調を得るようにしている。ここで、熱処
理が９００℃以下では、相互拡散が十分ではなく、９８
０℃を超えた場合では、ニッケルが芯材に必要以上に拡
散して、銅の導電性を損なってしまうので、共に好まし
くない。また、熱処理時間が３０分を超えた場合では、
芯材中のクロム繊維の粗大化が起こり、強度を損なって
しまい、好ましくなくなるので、熱処理時間は処理温度
との関係にもよるが３０分を超えないようにするのが好
ましい。
るかといえば、それは当該線材の歪取り焼鈍が１０００
℃近傍でなされるので、この温度に耐える必要があるこ
と、メッキ後の伸線工程で、芯材の塑性フローに十分追
随すること、さらに水素焼鈍で酸化物が還元され、酸化
層が除去されることが必須条件であるからである。しか
るにニッケルメッキでは、銅の色調が失われてしまう。
そこで、本発明においては、ニッケルが相互拡散し、固
溶体を形成することを考慮して、適当な熱処理を施すこ
とにより、銅の色調を帯びてくることを知見し、９００
〜９８０℃で３０分以下の熱処理で、銅が表面に拡散し
て所望の銅の色調を得るようにしている。ここで、熱処
理が９００℃以下では、相互拡散が十分ではなく、９８
０℃を超えた場合では、ニッケルが芯材に必要以上に拡
散して、銅の導電性を損なってしまうので、共に好まし
くない。また、熱処理時間が３０分を超えた場合では、
芯材中のクロム繊維の粗大化が起こり、強度を損なって
しまい、好ましくなくなるので、熱処理時間は処理温度
との関係にもよるが３０分を超えないようにするのが好
ましい。
【００１９】ここで、本発明では、銅マトリックス中の
クロムの成分量は８〜２５重量％としている。これは、
クロムが８重量％より少ないと、繊維強化に必要な鋳造
組織における樹枝状晶が得られず、２５重量％を超える
と導電性が損なわれてしまうからである。
クロムの成分量は８〜２５重量％としている。これは、
クロムが８重量％より少ないと、繊維強化に必要な鋳造
組織における樹枝状晶が得られず、２５重量％を超える
と導電性が損なわれてしまうからである。
【００２０】本発明において、中間線材に被覆したニッ
ケルメッキ層には気孔が存在するので、これを潰すため
に、伸線などの塑性加工を施すこととしている。つまり
ニッケルメッキ層に存在する気孔のためメッキ状態では
無光沢であっても、塑性加工を施すことにより気孔が無
くなり光沢を帯びるようにしている。このようにして製
造の中間段階で形成した銅の色調を帯びた銅基の銅−ニ
ッケル合金層を被覆した状態は、酸化し易いクロム層は
表面に存在せず、従って通常の銅線と同様の水素中での
光輝焼鈍が可能となる。
ケルメッキ層には気孔が存在するので、これを潰すため
に、伸線などの塑性加工を施すこととしている。つまり
ニッケルメッキ層に存在する気孔のためメッキ状態では
無光沢であっても、塑性加工を施すことにより気孔が無
くなり光沢を帯びるようにしている。このようにして製
造の中間段階で形成した銅の色調を帯びた銅基の銅−ニ
ッケル合金層を被覆した状態は、酸化し易いクロム層は
表面に存在せず、従って通常の銅線と同様の水素中での
光輝焼鈍が可能となる。
【００２１】また、線同志の接着を避けるには、水素中
での公知の走間焼鈍を行えばよい。
での公知の走間焼鈍を行えばよい。
【００２２】こうして得たニッケルメッキ層はＣｕ−Ｃ
ｒの芯材よりも延性であるため、Ｃｕ−Ｃｒの芯材の塑
性流動に十分追従し、そのため均一な0.１ｍｍ以下の微
細な細線を得ることかできる。なお、この伸線工程で銅
の色調が損なわれることは全くない。
ｒの芯材よりも延性であるため、Ｃｕ−Ｃｒの芯材の塑
性流動に十分追従し、そのため均一な0.１ｍｍ以下の微
細な細線を得ることかできる。なお、この伸線工程で銅
の色調が損なわれることは全くない。
【００２３】
【実施例】以下、本発明の好適な実施例について説明す
るが、本発明はこれに限定されるものではない。
るが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００２４】Ｃｕ−１０％Ｃｒ合金８ｋｇを高周波真空
溶解炉を用いて、アルゴン雰囲気中でカルシアルツボ中
で溶解し、１３００℃で水冷銅鋳型に鋳造した。次いで
熱間鍛造した後、皮剥きしてスエージ加工して１０ｍｍ
φの粗線とした。次いで１０００℃で２時間焼鈍した
後、酸化層を逆ダイスによる皮剥きで除去した。この径
では皮剥きが可能である。次いで穴ダイスを通して伸線
し、１．８ｍｍφの線材を得た。
溶解炉を用いて、アルゴン雰囲気中でカルシアルツボ中
で溶解し、１３００℃で水冷銅鋳型に鋳造した。次いで
熱間鍛造した後、皮剥きしてスエージ加工して１０ｍｍ
φの粗線とした。次いで１０００℃で２時間焼鈍した
後、酸化層を逆ダイスによる皮剥きで除去した。この径
では皮剥きが可能である。次いで穴ダイスを通して伸線
し、１．８ｍｍφの線材を得た。
【００２５】ここでニッケルメッキを周知の電気メッキ
法により施した。ここで、周知のメッキ法は例えば『田
島：表面処理ハンドブック，産業図書出版，昭和３０
年，Ｐ９９』等の公知文献により開示されている。
法により施した。ここで、周知のメッキ法は例えば『田
島：表面処理ハンドブック，産業図書出版，昭和３０
年，Ｐ９９』等の公知文献により開示されている。
【００２６】採用したメッキ浴は硫酸ニッケル−塩化ア
ンモン−ほう酸系で、電流密度は1.５Ａ／ｄｍ2 とし
た。生成したメッキ層の厚さは〜５ミクロンである。該
試料に加工度｛η＝１ｎ（Ａ0 ／Ａ）｝＝0.４５の伸線
を施した。ここで、Ａ0 は加工前の線の断面積であり、
Ａは加工後の線の断面積である。この伸線でニッケルメ
ッキ層は光沢を生じ、均一なものとなった。
ンモン−ほう酸系で、電流密度は1.５Ａ／ｄｍ2 とし
た。生成したメッキ層の厚さは〜５ミクロンである。該
試料に加工度｛η＝１ｎ（Ａ0 ／Ａ）｝＝0.４５の伸線
を施した。ここで、Ａ0 は加工前の線の断面積であり、
Ａは加工後の線の断面積である。この伸線でニッケルメ
ッキ層は光沢を生じ、均一なものとなった。
【００２７】次いで９８０℃で３０分間の水素中での熱
処理を行った。その結果表面の色調はニッケルの色から
銅の色調に変化した。
処理を行った。その結果表面の色調はニッケルの色から
銅の色調に変化した。
【００２８】当該線の銅とニッケルの分布をＥＰＭＡ
（電子プローブマイクロアナライザ）で観察した結果を
図２，図３に示す。図２は、ニッケルメッキ層を有する
線材のＥＰＭＡ像であり。図２（ａ）は１．８ミクロン
線の破断面図（×５４倍）、図２（ｂ）はその下端部の
拡大図（×４００倍）、図３（ａ）は図２（ｂ）におけ
る銅の分布図（Ｘ線像）、図３（ｂ）は図２（ｂ）にお
けるニッケルの分布を示す（Ｘ線像）。図２，図３に示
すように、相互拡散により銅が表面の９０％以上をカバ
ーしているのが確認された。ニッケルは熱処理前表面層
数ミクロンをカバーしていたが、熱処理により内部約５
０ミクロン内で拡散しているので判明した。
（電子プローブマイクロアナライザ）で観察した結果を
図２，図３に示す。図２は、ニッケルメッキ層を有する
線材のＥＰＭＡ像であり。図２（ａ）は１．８ミクロン
線の破断面図（×５４倍）、図２（ｂ）はその下端部の
拡大図（×４００倍）、図３（ａ）は図２（ｂ）におけ
る銅の分布図（Ｘ線像）、図３（ｂ）は図２（ｂ）にお
けるニッケルの分布を示す（Ｘ線像）。図２，図３に示
すように、相互拡散により銅が表面の９０％以上をカバ
ーしているのが確認された。ニッケルは熱処理前表面層
数ミクロンをカバーしていたが、熱処理により内部約５
０ミクロン内で拡散しているので判明した。
【００２９】次いで0.０８ｍｍφまで伸線したが、銅と
ニッケルの分布状況は変化がなかった。該試料のハンダ
付性は、鉛−スズ共晶ハンダ浴に５秒浸漬後、顕微鏡に
より観察した。その結果純銅線と比べてほとんど差異が
認められなかった。
ニッケルの分布状況は変化がなかった。該試料のハンダ
付性は、鉛−スズ共晶ハンダ浴に５秒浸漬後、顕微鏡に
より観察した。その結果純銅線と比べてほとんど差異が
認められなかった。
【００３０】
【発明の効果】本発明はその場形成クロム繊維強化銅あ
るいは銅合金の細線において、表面が酸化して黒くな
り、ハンダ付け性を低下させるのを防止させること、銅
の色調を失って商品価値が低下するのを防止するため、
線材の中間段階でニッケルメッキを施し、次いで銅とニ
ッケルとの相互拡散現象を利用して、銅の色調を失わな
い銅基の銅−ニッケル合金被覆層を形成した後、所望の
線径まで伸線することにより、クロムが表面に存在しな
いためハンダ付け性を損なわず、かつ銅の色調をもった
新規なその場形成クロム繊維強化銅あるいは銅合金の細
線を提供することができる。
るいは銅合金の細線において、表面が酸化して黒くな
り、ハンダ付け性を低下させるのを防止させること、銅
の色調を失って商品価値が低下するのを防止するため、
線材の中間段階でニッケルメッキを施し、次いで銅とニ
ッケルとの相互拡散現象を利用して、銅の色調を失わな
い銅基の銅−ニッケル合金被覆層を形成した後、所望の
線径まで伸線することにより、クロムが表面に存在しな
いためハンダ付け性を損なわず、かつ銅の色調をもった
新規なその場形成クロム繊維強化銅あるいは銅合金の細
線を提供することができる。
【００３１】これによりコスト的にみて唯一広範な実用
化が可能で、その場形成繊維強化銅あるいは銅合金が達
成されたといえる。
化が可能で、その場形成繊維強化銅あるいは銅合金が達
成されたといえる。
【図１】典型的なロボット用ケーブルの構成図である。
【図２】ニッケルメッキ層を有する線材のＥＰＭＡ像で
あり、（ａ）は１．８ミクロン線の破断面、（ｂ）は
（Ａ）の下端部の拡大図である。
あり、（ａ）は１．８ミクロン線の破断面、（ｂ）は
（Ａ）の下端部の拡大図である。
【図３】（ａ）は図２（ｂ）における銅の分布図、
（ｂ）は図２（ｂ）におけるニッケルの分布図である。
（ｂ）は図２（ｂ）におけるニッケルの分布図である。
１ シース ２ 絶縁体 ３ 導体
フロントページの続き (72)発明者 鈴木 光夫 埼玉県上尾市原市1333の２ 三井金属鉱業 株式会社総合研究所内 (72)発明者 松山 博明 埼玉県上尾市原市1333の２ 三井金属鉱業 株式会社総合研究所内 (72)発明者 小林 茂 香川県高松市小村町331 吉野川電線株式 会社内 Ｆターム(参考） 4K020 AA10 AC04 BB11 BC02 5G307 BA03 BB02 BC09 5G311 AA04 AB04 AD02
Claims (5)
- 【請求項１】 その場（In Situ)形成クロム繊維強化銅
マトリックス複合材料からなる高導電性・高屈曲性銅合
金線において、 銅マトリックスにクロム層繊維をその場形成せしめてな
る線材の製造工程の中間段階で該線材表面をニッケルメ
ッキし、次いで熱処理を施してニッケルと銅の相互拡散
を生じせしめることにより、表面を銅基の銅−ニッケル
合金層で被覆してなることを特徴とする高導電性・高屈
曲性銅合金線。 - 【請求項２】 請求項１において、 上記クロム繊維の成分量が８〜２５重量％であることを
特徴とする高導電性・高屈曲性銅合金線。 - 【請求項３】 請求項１又は２において、 該銅基の銅−ニッケル合金層を有する中間線材を伸線し
てなることを特徴とする高導電性・高屈曲性銅合金線。 - 【請求項４】 その場（In Situ)形成クロム繊維強化銅
マトリックス複合材料からなる高導電性・高屈曲性銅合
金線の製造方法において、 銅マトリックスにクロム層繊維をその場形成せしめてな
る線材の製造工程の中間段階で該線材表面をニッケルメ
ッキ後、９００〜９８０℃で３０分間以下の条件で、水
素雰囲気あるいは真空中で熱処理を行うことを特徴とす
る高導電性・高屈曲性銅合金線の製造方法。 - 【請求項５】 請求項４において、 上記ニッケルメッキ後熱処理前に、塑性加工を施すこと
を特徴とする高導電性・高屈曲性銅合金線の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10285191A JP2000113731A (ja) | 1998-10-07 | 1998-10-07 | 高導電性・高屈曲性銅合金線 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10285191A JP2000113731A (ja) | 1998-10-07 | 1998-10-07 | 高導電性・高屈曲性銅合金線 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000113731A true JP2000113731A (ja) | 2000-04-21 |
Family
ID=17688294
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10285191A Withdrawn JP2000113731A (ja) | 1998-10-07 | 1998-10-07 | 高導電性・高屈曲性銅合金線 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000113731A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009157456A1 (ja) * | 2008-06-24 | 2009-12-30 | 古河電気工業株式会社 | 電気電子部品用複合材料およびそれを用いた電気電子部品 |
| KR101057571B1 (ko) | 2007-02-26 | 2011-08-17 | 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 | 도전막 및 도전막의 제조방법 |
| CN103632740A (zh) * | 2013-12-06 | 2014-03-12 | 谢国锋 | 电缆线单丝及其制造方法 |
-
1998
- 1998-10-07 JP JP10285191A patent/JP2000113731A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101057571B1 (ko) | 2007-02-26 | 2011-08-17 | 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 | 도전막 및 도전막의 제조방법 |
| WO2009157456A1 (ja) * | 2008-06-24 | 2009-12-30 | 古河電気工業株式会社 | 電気電子部品用複合材料およびそれを用いた電気電子部品 |
| JP4748550B2 (ja) * | 2008-06-24 | 2011-08-17 | 古河電気工業株式会社 | 電気電子部品用複合材料およびそれを用いた電気電子部品 |
| US8337997B2 (en) | 2008-06-24 | 2012-12-25 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Composite material for electrical/electronic part and electrical/electronic part using the same |
| CN103632740A (zh) * | 2013-12-06 | 2014-03-12 | 谢国锋 | 电缆线单丝及其制造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
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