JP2003268466A - マグネットワイヤ用低酸素銅線材およびその製造方法 - Google Patents
マグネットワイヤ用低酸素銅線材およびその製造方法Info
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- JP2003268466A JP2003268466A JP2002070648A JP2002070648A JP2003268466A JP 2003268466 A JP2003268466 A JP 2003268466A JP 2002070648 A JP2002070648 A JP 2002070648A JP 2002070648 A JP2002070648 A JP 2002070648A JP 2003268466 A JP2003268466 A JP 2003268466A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 自動車用モーターのマグネットコイル等に適
した無酸素銅線材を提供する。 【解決手段】 酸素、水素、Ｆｅ、Ｓの含有量をそれぞ
れ２０ｐｐｍ以下、１．５ｐｐｍ以下、１０ｐｐｍ以
下、１０ｐｐｍ以下に規制し、残部がＣｕおよび不可避
不純物からなるマグネットワイヤ用低酸素銅線材。 【効果】 本発明の低酸素銅線材は、酸素、水素、Ｆ
ｅ、Ｓの含有量を小量に規定したので、溶接性、曲げ成
形性、伸線加工性に優れる。また生産性に優れるＢ＆Ｗ
式連続鋳造圧延法により製造でき製造コストを安くでき
る。
した無酸素銅線材を提供する。 【解決手段】 酸素、水素、Ｆｅ、Ｓの含有量をそれぞ
れ２０ｐｐｍ以下、１．５ｐｐｍ以下、１０ｐｐｍ以
下、１０ｐｐｍ以下に規制し、残部がＣｕおよび不可避
不純物からなるマグネットワイヤ用低酸素銅線材。 【効果】 本発明の低酸素銅線材は、酸素、水素、Ｆ
ｅ、Ｓの含有量を小量に規定したので、溶接性、曲げ成
形性、伸線加工性に優れる。また生産性に優れるＢ＆Ｗ
式連続鋳造圧延法により製造でき製造コストを安くでき
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車用モーター
のマグネットコイル等に適した無酸素銅線材およびその
製造方法に関する。
のマグネットコイル等に適した無酸素銅線材およびその
製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、自動車用モーターのマグネットコ
イル等では、性能および信頼性の向上を目的に、導体接
続が溶接により行われるようになり、このため導体には
溶接部にガスボイドが生じ難い無酸素銅線材が使用され
るようになった。前記無酸素銅線材は、通常、溶銅周囲
を還元性雰囲気にし易いディップフォーミング法やアッ
プキャスト法等の小規模製造法により製造されていた。
なお、前記ディップフォーミング法はコアロッド（無酸
素銅）の外周に無酸素溶銅を連続的に固化させる鋳造
法、アップキャスト法は溶銅上に配した鋳型内で溶銅を
固化させて鋳塊とし、これを上方に連続的に引き上げる
鋳造法である。
イル等では、性能および信頼性の向上を目的に、導体接
続が溶接により行われるようになり、このため導体には
溶接部にガスボイドが生じ難い無酸素銅線材が使用され
るようになった。前記無酸素銅線材は、通常、溶銅周囲
を還元性雰囲気にし易いディップフォーミング法やアッ
プキャスト法等の小規模製造法により製造されていた。
なお、前記ディップフォーミング法はコアロッド（無酸
素銅）の外周に無酸素溶銅を連続的に固化させる鋳造
法、アップキャスト法は溶銅上に配した鋳型内で溶銅を
固化させて鋳塊とし、これを上方に連続的に引き上げる
鋳造法である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の無酸素
銅線材は、溶接部の強度が低く、また伸線加工時や曲げ
成形時に割れ等の欠陥が生じることがあった。このた
め、本発明者等は、無酸素銅線材の溶接性、曲げ成形
性、伸線加工性の改善について検討し、無酸素銅線材に
含まれる元素のうち、酸素およびＳは溶接等の加熱時に
雰囲気中の水素と化合物を形成して溶接部の強度および
曲げ成形性を低下させること、Ｆｅはその化合物が結晶
粒界に析出し、この析出物が再結晶時に結晶粒界の移動
を妨げて曲げ成形性を低下させること、水素は水素ガス
気泡を形成して圧延や伸線加工性を低下させることなど
を明らかにし、さらに検討を進めて、本発明を完成させ
るに至った。本発明は、溶接性、曲げ成形性、伸線加工
性に優れた無酸素銅線材、およびその製造方法を提供す
ることを目的とする。
銅線材は、溶接部の強度が低く、また伸線加工時や曲げ
成形時に割れ等の欠陥が生じることがあった。このた
め、本発明者等は、無酸素銅線材の溶接性、曲げ成形
性、伸線加工性の改善について検討し、無酸素銅線材に
含まれる元素のうち、酸素およびＳは溶接等の加熱時に
雰囲気中の水素と化合物を形成して溶接部の強度および
曲げ成形性を低下させること、Ｆｅはその化合物が結晶
粒界に析出し、この析出物が再結晶時に結晶粒界の移動
を妨げて曲げ成形性を低下させること、水素は水素ガス
気泡を形成して圧延や伸線加工性を低下させることなど
を明らかにし、さらに検討を進めて、本発明を完成させ
るに至った。本発明は、溶接性、曲げ成形性、伸線加工
性に優れた無酸素銅線材、およびその製造方法を提供す
ることを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
酸素、水素、Ｆｅ、Ｓの含有量をそれぞれ２０ｐｐｍ以
下、１．５ｐｐｍ以下、１０ｐｐｍ以下、１０ｐｐｍ以
下に規制し、残部がＣｕおよび不可避不純物からなるこ
とを特徴とするマグネットワイヤ用低酸素銅線材であ
る。
酸素、水素、Ｆｅ、Ｓの含有量をそれぞれ２０ｐｐｍ以
下、１．５ｐｐｍ以下、１０ｐｐｍ以下、１０ｐｐｍ以
下に規制し、残部がＣｕおよび不可避不純物からなるこ
とを特徴とするマグネットワイヤ用低酸素銅線材であ
る。
【０００５】請求項２記載の発明は、酸素、水素、Ｆ
ｅ、Ｓの含有量をそれぞれ２０ｐｐｍ以下、１．５ｐｐ
ｍ以下、１０ｐｐｍ以下、１０ｐｐｍ以下に規制し、残
部がＣｕおよび不可避不純物からなる低酸素銅線材であ
って、前記低酸素銅線材が脱酸素および脱水素機能を有
するベルト＆ホイール式連続鋳造圧延法により製造され
ていることを特徴とするマグネットワイヤ用低酸素銅線
材である。
ｅ、Ｓの含有量をそれぞれ２０ｐｐｍ以下、１．５ｐｐ
ｍ以下、１０ｐｐｍ以下、１０ｐｐｍ以下に規制し、残
部がＣｕおよび不可避不純物からなる低酸素銅線材であ
って、前記低酸素銅線材が脱酸素および脱水素機能を有
するベルト＆ホイール式連続鋳造圧延法により製造され
ていることを特徴とするマグネットワイヤ用低酸素銅線
材である。
【０００６】請求項３記載の発明は、連続溶解炉から製
出される溶銅を、保持炉内に滞留させ、前記保持炉内の
溶銅を樋を通してタンディッシュ内に連続的に導き、次
いで前記タンディッシュ内の溶銅を前記タンディッシュ
に取付けた注湯ノズルから、ベルトとホイールにより構
成される回転移動鋳型内に注入し、冷却固化させて鋳塊
とし、この鋳塊を前記鋳型から連続的に引出し連続圧延
するベルト＆ホイール式連続鋳造圧延法により銅線材を
製造する方法において、前記樋およびタンディッシュ内
に固体還元剤を配し、また前記注湯ノズル先端部から前
方の鋳型内を還元性ガスで覆って脱酸し、さらに前記タ
ンディッシュ内で脱水素処理を施すことを特徴とする請
求項１または２記載のマグネットワイヤ用低酸素銅線材
の製造方法である。
出される溶銅を、保持炉内に滞留させ、前記保持炉内の
溶銅を樋を通してタンディッシュ内に連続的に導き、次
いで前記タンディッシュ内の溶銅を前記タンディッシュ
に取付けた注湯ノズルから、ベルトとホイールにより構
成される回転移動鋳型内に注入し、冷却固化させて鋳塊
とし、この鋳塊を前記鋳型から連続的に引出し連続圧延
するベルト＆ホイール式連続鋳造圧延法により銅線材を
製造する方法において、前記樋およびタンディッシュ内
に固体還元剤を配し、また前記注湯ノズル先端部から前
方の鋳型内を還元性ガスで覆って脱酸し、さらに前記タ
ンディッシュ内で脱水素処理を施すことを特徴とする請
求項１または２記載のマグネットワイヤ用低酸素銅線材
の製造方法である。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明は、酸素、水素、Ｆｅおよ
びＳの含有量を規定して、溶接性、伸線加工性、曲げ成
形性を改善した低酸素銅線材およびその製造方法であ
る。本発明において、低酸素銅とは、酸素量が２０ｐｐ
ｍ以下の純銅を指し、酸素量が１０ｐｐｍ以下の無酸素
銅も含むものである。
びＳの含有量を規定して、溶接性、伸線加工性、曲げ成
形性を改善した低酸素銅線材およびその製造方法であ
る。本発明において、低酸素銅とは、酸素量が２０ｐｐ
ｍ以下の純銅を指し、酸素量が１０ｐｐｍ以下の無酸素
銅も含むものである。
【０００８】本発明において、酸素またはＳの含有量を
それぞれ２０ｐｐｍ以下または１０ｐｐｍ以下に規定す
る理由は、前記規定値を超えると、酸素またはＳが溶接
時等の加熱で雰囲気中の水素ガスと結合して結晶粒界に
析出して低酸素銅線を脆化させ、これにより溶接強度お
よび曲げ成形性が低下するためである。Ｆｅの含有量を
１０ｐｐｍ以下に規定する理由は、前記規定値を超える
と、Ｆｅが結晶粒界に析出し結晶粒界の移動を妨げて曲
げ成形性を低下させるためである。水素の含有量を１．
５ｐｐｍ以下に規定する理由は、前記規定値を超える
と、水素ガス気泡が生成して伸線加工性が低下するため
である。
それぞれ２０ｐｐｍ以下または１０ｐｐｍ以下に規定す
る理由は、前記規定値を超えると、酸素またはＳが溶接
時等の加熱で雰囲気中の水素ガスと結合して結晶粒界に
析出して低酸素銅線を脆化させ、これにより溶接強度お
よび曲げ成形性が低下するためである。Ｆｅの含有量を
１０ｐｐｍ以下に規定する理由は、前記規定値を超える
と、Ｆｅが結晶粒界に析出し結晶粒界の移動を妨げて曲
げ成形性を低下させるためである。水素の含有量を１．
５ｐｐｍ以下に規定する理由は、前記規定値を超える
と、水素ガス気泡が生成して伸線加工性が低下するため
である。
【０００９】本発明の低酸素銅線材は、製造能力が２０
〜４０Ｔ／ｈｒ規模の高生産性のベルト＆ホイール式連
続鋳造圧延法（ＳＣＲ法等）において、移動中の溶銅を
還元することにより製造できる。
〜４０Ｔ／ｈｒ規模の高生産性のベルト＆ホイール式連
続鋳造圧延法（ＳＣＲ法等）において、移動中の溶銅を
還元することにより製造できる。
【００１０】従来のＢ＆Ｗ式連続鋳造圧延法は、図７に
示すように、縦型連続溶解炉（シャフト炉）１４から出
湯する溶銅を、保持炉１５内に滞留させ、保持炉１５内
の溶銅４を樋２を通してタンディッシュ６内に連続的に
導き、タンディッシュ６内の溶銅をタンディッシュ６に
取付けた注湯ノズル７から、ベルト１７とホイール１８
により構成される回転移動鋳型（以下適宜、鋳型と略記
する）１０内に注入し、注入された溶銅４を冷却固化さ
せて鋳塊１６とし、この鋳塊１６を鋳型１０から連続的
に引出してそのまま連続圧延（図示せず）し線材とする
方法であり、この方法では、溶銅露出部が大気に触れる
ため酸素が３５０ｐｐｍ程度含まれる。図７で２０はガ
イドロールである。
示すように、縦型連続溶解炉（シャフト炉）１４から出
湯する溶銅を、保持炉１５内に滞留させ、保持炉１５内
の溶銅４を樋２を通してタンディッシュ６内に連続的に
導き、タンディッシュ６内の溶銅をタンディッシュ６に
取付けた注湯ノズル７から、ベルト１７とホイール１８
により構成される回転移動鋳型（以下適宜、鋳型と略記
する）１０内に注入し、注入された溶銅４を冷却固化さ
せて鋳塊１６とし、この鋳塊１６を鋳型１０から連続的
に引出してそのまま連続圧延（図示せず）し線材とする
方法であり、この方法では、溶銅露出部が大気に触れる
ため酸素が３５０ｐｐｍ程度含まれる。図７で２０はガ
イドロールである。
【００１１】本発明は、前記Ｂ＆Ｗ式連続鋳造圧延法に
おいて、前記樋２およびタンディッシュ６内に固体還元
剤を配し、この固体還元剤と溶銅４中に含まれる酸素と
を反応させて、前記酸素を炭酸ガスとして除去し、さら
に前記注湯ノズル先端部から前方の鋳型内空間（注湯
部）を還元性ガスで覆うことにより溶銅４中の酸素をさ
らに除去して低酸素銅線材とするものである。また、水
素ガスはタンディッシュ内の溶銅に窒素ガスなどの不活
性ガスをバブリングさせて除去する。不活性ガスはパイ
プを用いて供給しても、またはタンディッシュの底部に
ガス供給口を設けて供給しても良い。還元性ガスを空燃
比を制御した可燃性ガスの燃焼炎とすることで鋳造温度
の低下を防止できる。
おいて、前記樋２およびタンディッシュ６内に固体還元
剤を配し、この固体還元剤と溶銅４中に含まれる酸素と
を反応させて、前記酸素を炭酸ガスとして除去し、さら
に前記注湯ノズル先端部から前方の鋳型内空間（注湯
部）を還元性ガスで覆うことにより溶銅４中の酸素をさ
らに除去して低酸素銅線材とするものである。また、水
素ガスはタンディッシュ内の溶銅に窒素ガスなどの不活
性ガスをバブリングさせて除去する。不活性ガスはパイ
プを用いて供給しても、またはタンディッシュの底部に
ガス供給口を設けて供給しても良い。還元性ガスを空燃
比を制御した可燃性ガスの燃焼炎とすることで鋳造温度
の低下を防止できる。
【００１２】本発明において、樋には、図２（イ）、
（ロ）に示すように、複数のガスバーナー１を樋２の長
さ方向に均等な間隔で設置し、樋２の入口側と出口側に
多孔質材製堰３を配置し、溶銅４上部に内蓋５を配置す
る。樋２内の溶銅４は、樋２の出口側の下部に取付けた
出湯筒１３を経て図３に示すタンディッシュ６内に供給
される。
（ロ）に示すように、複数のガスバーナー１を樋２の長
さ方向に均等な間隔で設置し、樋２の入口側と出口側に
多孔質材製堰３を配置し、溶銅４上部に内蓋５を配置す
る。樋２内の溶銅４は、樋２の出口側の下部に取付けた
出湯筒１３を経て図３に示すタンディッシュ６内に供給
される。
【００１３】タンディッシュ６には、図３に示すよう
に、複数のガスバーナー（１個のみ図示）を所要箇所に
均等な間隔で設置し、入口側と出口側に多孔質材製堰３
を配置し、溶銅４上部に内蓋５を配置する。タンディッ
シュ６内の溶銅４は、タンディッシュ６の下部に取付け
られた注湯ノズル７から鋳型１０内へ注湯される。図３
では、水素ガス供給部分は図示を省略した。
に、複数のガスバーナー（１個のみ図示）を所要箇所に
均等な間隔で設置し、入口側と出口側に多孔質材製堰３
を配置し、溶銅４上部に内蓋５を配置する。タンディッ
シュ６内の溶銅４は、タンディッシュ６の下部に取付け
られた注湯ノズル７から鋳型１０内へ注湯される。図３
では、水素ガス供給部分は図示を省略した。
【００１４】注湯ノズル７には、図４に示すように、そ
の先端部分の外周に複数のガスバーナー１を配置し、注
湯ノズル先端部から前方の鋳型内を、前記複数のガスバ
ーナー１から噴射される空燃比制御炎８により、還元性
ガス雰囲気とし、注湯ノズル７から出湯する溶銅４およ
び鋳型１０内溶銅４を外気から遮断する。前記注湯ノズ
ル先端部から前方の鋳型内空間（注湯部）を一酸化炭素
ガスを３容量％以上含む還元性ガス雰囲気にすることが
望ましい。
の先端部分の外周に複数のガスバーナー１を配置し、注
湯ノズル先端部から前方の鋳型内を、前記複数のガスバ
ーナー１から噴射される空燃比制御炎８により、還元性
ガス雰囲気とし、注湯ノズル７から出湯する溶銅４およ
び鋳型１０内溶銅４を外気から遮断する。前記注湯ノズ
ル先端部から前方の鋳型内空間（注湯部）を一酸化炭素
ガスを３容量％以上含む還元性ガス雰囲気にすることが
望ましい。
【００１５】前記樋およびタンディッシュ内に配する固
体還元剤の量は、前記溶銅量の４０〜８０容量％にする
のが望ましい。前記固体還元剤には、市販の木炭（ナラ
木炭、備長炭等）や等方性黒鉛等が使用できる。その形
状は、任意であるが、粒状のものは、溶銅との接触面積
が大きく、脱酸が迅速になされ望ましい。
体還元剤の量は、前記溶銅量の４０〜８０容量％にする
のが望ましい。前記固体還元剤には、市販の木炭（ナラ
木炭、備長炭等）や等方性黒鉛等が使用できる。その形
状は、任意であるが、粒状のものは、溶銅との接触面積
が大きく、脱酸が迅速になされ望ましい。
【００１６】溶銅に対する固体還元剤の配合率は、４０
容量％未満では溶銅と固体還元剤との接触面積が少ない
ため十分な脱酸効果が得られず、８０容量％を超えると
溶銅の流れが悪くなり十分な鋳造速度を確保できなくな
る。従って４０〜８０容量％が望ましい。なお、前記固
体還元剤の配合率（容量％）は、粒状固体還元剤の平均
粒径が３０ｍｍの場合であり、粒径の異なる粒状固体還
元剤を用いる場合は表面積が同じになるように配合率を
換算する。
容量％未満では溶銅と固体還元剤との接触面積が少ない
ため十分な脱酸効果が得られず、８０容量％を超えると
溶銅の流れが悪くなり十分な鋳造速度を確保できなくな
る。従って４０〜８０容量％が望ましい。なお、前記固
体還元剤の配合率（容量％）は、粒状固体還元剤の平均
粒径が３０ｍｍの場合であり、粒径の異なる粒状固体還
元剤を用いる場合は表面積が同じになるように配合率を
換算する。
【００１７】この発明では、樋やタンディッシュに加熱
手段を設けることにより、（１）初期通過溶銅の固化が
防止できる。（２）固体還元剤を予熱（赤熱化）してお
くことにより鋳造初期から良好に脱酸できる。（３）操
業中の溶銅温度および脱酸効果を適正に維持できる。前
記加熱手段は樋やタンディッシュの長さ方向に均等に設
けるのが加熱が効率良くなされ望ましい。加熱にはガス
バーナー、電熱等任意の手段が適用できる。ガスバーナ
ーは空気混合比を極力絞って燃焼させるのが溶銅の酸化
が防止され望ましい。
手段を設けることにより、（１）初期通過溶銅の固化が
防止できる。（２）固体還元剤を予熱（赤熱化）してお
くことにより鋳造初期から良好に脱酸できる。（３）操
業中の溶銅温度および脱酸効果を適正に維持できる。前
記加熱手段は樋やタンディッシュの長さ方向に均等に設
けるのが加熱が効率良くなされ望ましい。加熱にはガス
バーナー、電熱等任意の手段が適用できる。ガスバーナ
ーは空気混合比を極力絞って燃焼させるのが溶銅の酸化
が防止され望ましい。
【００１８】この発明では、樋やタンディッシュに多孔
質材製堰を設けることにより、異物混入の少ない高品質
の溶銅が得られる。例えば、前記堰を樋の入口に設けれ
ば、溶解炉や保持炉内で混入したノロ等の異物が樋以降
に侵入するのが阻止できる。タンディッシュの出口に設
ければ、固体還元剤から発生する灰分が鋳型内に流出す
るのが阻止できる。前記堰は線材の要求品質に応じて、
樋の入口およびタンディッシュの出口以外の任意の箇所
に設けることができる。多孔質材製堰には通常の市販品
を始めとして任意の材質品が使用できる。
質材製堰を設けることにより、異物混入の少ない高品質
の溶銅が得られる。例えば、前記堰を樋の入口に設けれ
ば、溶解炉や保持炉内で混入したノロ等の異物が樋以降
に侵入するのが阻止できる。タンディッシュの出口に設
ければ、固体還元剤から発生する灰分が鋳型内に流出す
るのが阻止できる。前記堰は線材の要求品質に応じて、
樋の入口およびタンディッシュの出口以外の任意の箇所
に設けることができる。多孔質材製堰には通常の市販品
を始めとして任意の材質品が使用できる。
【００１９】この他、堰には、溶銅を整流化して、溶銅
を部分的に留まることなく流動させ、固体還元剤との十
分な反応を実現させる効果がある。また、堰を樋の底部
に設けることにより、溶銅を蛇行（乱流化）させて、固
体還元剤と溶銅中酸素との反応を促進させ、脱酸効率を
高めることも可能である。
を部分的に留まることなく流動させ、固体還元剤との十
分な反応を実現させる効果がある。また、堰を樋の底部
に設けることにより、溶銅を蛇行（乱流化）させて、固
体還元剤と溶銅中酸素との反応を促進させ、脱酸効率を
高めることも可能である。
【００２０】本発明では、樋およびタンディッシュに内
蓋を設け、この内蓋により固体還元剤の浮上を抑え固体
還元剤を溶銅中に沈めて脱酸効率を高めるのが望まし
い。内蓋は樋およびタンディッシュの長さ方向全長にわ
たり設けるのが、脱酸が効率良くなされ、また外気の侵
入が防止できて望ましい。鋳造中に固体還元剤を補給す
る場合は、溶銅中への外気の侵入を抑えるため迅速に行
う必要がある。
蓋を設け、この内蓋により固体還元剤の浮上を抑え固体
還元剤を溶銅中に沈めて脱酸効率を高めるのが望まし
い。内蓋は樋およびタンディッシュの長さ方向全長にわ
たり設けるのが、脱酸が効率良くなされ、また外気の侵
入が防止できて望ましい。鋳造中に固体還元剤を補給す
る場合は、溶銅中への外気の侵入を抑えるため迅速に行
う必要がある。
【００２１】多孔質材製堰の内蓋と接する上部を全幅に
渡って孔埋めして（多孔質性を失わせて）、前記内蓋の
下側に脱酸反応後のガス（炭酸ガス）が層状に滞留する
ようにすると、外気の侵入がさらに防止できる。
渡って孔埋めして（多孔質性を失わせて）、前記内蓋の
下側に脱酸反応後のガス（炭酸ガス）が層状に滞留する
ようにすると、外気の侵入がさらに防止できる。
【００２２】本発明では、前記樋およびタンディッシュ
内の所要箇所に加熱手段を設け、前記樋の入口とタンデ
ィッシュの出口に多孔質材製堰を設け、前記樋およびタ
ンディッシュに内蓋を設けることが望ましい。
内の所要箇所に加熱手段を設け、前記樋の入口とタンデ
ィッシュの出口に多孔質材製堰を設け、前記樋およびタ
ンディッシュに内蓋を設けることが望ましい。
【００２３】
【実施例】以下に、本発明を実施例により詳細に説明す
る。 （実施例１）図１〜図４に示したＢ＆Ｗ式連続鋳造圧延
法により、酸素量が２０ｐｐｍ以下の低酸素銅線材（８
ｍｍφの荒引線）を製造した。銅原料にはＦｅ量および
Ｓ量の少ない電気銅を用いた。鋳造を開始するにあた
り、予め、樋２およびタンディッシュ６内に粒状木炭１
２を所定量配し、内蓋５を被せ、樋２およびタンディッ
シュ６の長さ方向に設置したガスバーナー１を点火して
樋２、タンディッシュ６および粒状木炭１２を赤熱化す
るまで十分予熱したのち、保持炉１５から溶銅４を出湯
した。粒状木炭には平均粒径が３０ｍｍのものを用い
た。
る。 （実施例１）図１〜図４に示したＢ＆Ｗ式連続鋳造圧延
法により、酸素量が２０ｐｐｍ以下の低酸素銅線材（８
ｍｍφの荒引線）を製造した。銅原料にはＦｅ量および
Ｓ量の少ない電気銅を用いた。鋳造を開始するにあた
り、予め、樋２およびタンディッシュ６内に粒状木炭１
２を所定量配し、内蓋５を被せ、樋２およびタンディッ
シュ６の長さ方向に設置したガスバーナー１を点火して
樋２、タンディッシュ６および粒状木炭１２を赤熱化す
るまで十分予熱したのち、保持炉１５から溶銅４を出湯
した。粒状木炭には平均粒径が３０ｍｍのものを用い
た。
【００２４】保持炉１５から出湯する溶銅４は、樋２入
口側の多孔質材製堰３を経て樋２内に入り、樋２内を通
り、樋２出口側の多孔質材製堰３を経てタンディッシュ
６へ導かれ、タンディッシュ６の入口側と出口側の多孔
質材製堰３を経て、タンディッシュ６の下部に取付けた
注湯ノズル７から鋳型１０内に注湯された。樋２および
タンディッシュ６内では、粒状木炭１２は内蓋５に押さ
れて溶銅４中に没し、溶銅４は樋２およびタンディッシ
ュ６内を通り抜ける間に粒状木炭（炭素）１２と反応し
て炭酸ガスとなり溶銅４中を浮上し放出された。水素ガ
スはパイプを用いてタンディッシュの底部から窒素ガス
をバブリングさせて除去した。樋２およびタンディッシ
ュ６内の溶銅４温度はガスバーナー１により適温に保持
した。縦型連続溶解炉１４、保持炉１５、樋２、タンデ
ィッシュ６等の加熱または保温に用いられるガスバーナ
ー１の空気混合比は燃焼可能な範囲で種々に絞った。
口側の多孔質材製堰３を経て樋２内に入り、樋２内を通
り、樋２出口側の多孔質材製堰３を経てタンディッシュ
６へ導かれ、タンディッシュ６の入口側と出口側の多孔
質材製堰３を経て、タンディッシュ６の下部に取付けた
注湯ノズル７から鋳型１０内に注湯された。樋２および
タンディッシュ６内では、粒状木炭１２は内蓋５に押さ
れて溶銅４中に没し、溶銅４は樋２およびタンディッシ
ュ６内を通り抜ける間に粒状木炭（炭素）１２と反応し
て炭酸ガスとなり溶銅４中を浮上し放出された。水素ガ
スはパイプを用いてタンディッシュの底部から窒素ガス
をバブリングさせて除去した。樋２およびタンディッシ
ュ６内の溶銅４温度はガスバーナー１により適温に保持
した。縦型連続溶解炉１４、保持炉１５、樋２、タンデ
ィッシュ６等の加熱または保温に用いられるガスバーナ
ー１の空気混合比は燃焼可能な範囲で種々に絞った。
【００２５】注湯ノズル７から出湯される溶銅４は、注
湯ノズル７先端部の外周に配置した複数のガスバーナー
１から噴射する空燃比制御炎８により外気と遮断し、還
元を促した。また注湯ノズル７から出湯する溶銅４は適
温に保持された。鋳型１０内に注入された溶銅４は鋳型
１０内で冷却固化して鋳塊１６となり、連続的に引出さ
れ、そのまま鋳型１０前方に設置された連続圧延機（図
示せず）により線材に熱間圧延された。
湯ノズル７先端部の外周に配置した複数のガスバーナー
１から噴射する空燃比制御炎８により外気と遮断し、還
元を促した。また注湯ノズル７から出湯する溶銅４は適
温に保持された。鋳型１０内に注入された溶銅４は鋳型
１０内で冷却固化して鋳塊１６となり、連続的に引出さ
れ、そのまま鋳型１０前方に設置された連続圧延機（図
示せず）により線材に熱間圧延された。
【００２６】樋２およびタンディッシュ６内に配した粒
状木炭１２の溶銅４に対する比率は３０〜８０容量％の
範囲内で種々に変化させた。また注湯ノズル７先端部か
ら前方の鋳型空間部（注湯部）はブタンガス燃焼炎で還
元性ガス雰囲気を形成した。
状木炭１２の溶銅４に対する比率は３０〜８０容量％の
範囲内で種々に変化させた。また注湯ノズル７先端部か
ら前方の鋳型空間部（注湯部）はブタンガス燃焼炎で還
元性ガス雰囲気を形成した。
【００２７】得られた線材（荒引線）を伸線加工して直
径２．６ｍｍの素線とし、この素線について（１）溶接
性、（２）曲げ成形性、（３）伸線加工性を調べた。 （１）溶接性は、図５に示すように、２本の素線２１
を、その端面を所定の荷重を掛けて突き合わせ、この状
態で７０Ａの電流を３秒間流して溶接して溶接線とし、
この溶接線の両端を溶接部２２を挟んで引張って、破断
強度を測定した。破断強度が１４０Ｎ以上のとき溶接性
が良好と判定した。 （２）曲げ成形性は、素線を８５０℃で３０分間加熱
し、この素線について９０度曲げ試験を行った。曲げ試
験では、図６に示すように右方向に９０度曲げ、元に戻
して１回、左方向に９０度曲げ、元に戻して２回と数え
て、素線が破断するまでの曲げ回数を調べた。破断まで
の曲げ回数が８回以上を曲げ成形性が良好と判定した。 （３）伸線加工性は、荒引線を素線に伸線加工する際の
最終ダイス出口に渦流探傷器を配置して欠陥数を計測し
た。伸線量５トンあたりの欠陥数が４以下を伸線加工性
が良好と判定した。素線の酸素量および水素量は常法に
より測定した。
径２．６ｍｍの素線とし、この素線について（１）溶接
性、（２）曲げ成形性、（３）伸線加工性を調べた。 （１）溶接性は、図５に示すように、２本の素線２１
を、その端面を所定の荷重を掛けて突き合わせ、この状
態で７０Ａの電流を３秒間流して溶接して溶接線とし、
この溶接線の両端を溶接部２２を挟んで引張って、破断
強度を測定した。破断強度が１４０Ｎ以上のとき溶接性
が良好と判定した。 （２）曲げ成形性は、素線を８５０℃で３０分間加熱
し、この素線について９０度曲げ試験を行った。曲げ試
験では、図６に示すように右方向に９０度曲げ、元に戻
して１回、左方向に９０度曲げ、元に戻して２回と数え
て、素線が破断するまでの曲げ回数を調べた。破断まで
の曲げ回数が８回以上を曲げ成形性が良好と判定した。 （３）伸線加工性は、荒引線を素線に伸線加工する際の
最終ダイス出口に渦流探傷器を配置して欠陥数を計測し
た。伸線量５トンあたりの欠陥数が４以下を伸線加工性
が良好と判定した。素線の酸素量および水素量は常法に
より測定した。
【００２８】（比較例１）タンディッシュの保温用ガス
バーナーの空気混合比を、実施例１の場合より若干大き
くした他は、実施例１と同じ方法により銅線材を製造
し、これを伸線加工して得られた素線について、前述と
同じ方法で溶接性、曲げ成形性、伸線加工性を調べた。
バーナーの空気混合比を、実施例１の場合より若干大き
くした他は、実施例１と同じ方法により銅線材を製造
し、これを伸線加工して得られた素線について、前述と
同じ方法で溶接性、曲げ成形性、伸線加工性を調べた。
【００２９】（比較例２）窒素ガスをバブリングしなか
った他は、実施例１と同じ方法により低酸素銅線材を製
造し、さらに伸線加工して得られた素線について、前述
と同じ方法で溶接性、曲げ成形性、伸線加工性を調べ
た。
った他は、実施例１と同じ方法により低酸素銅線材を製
造し、さらに伸線加工して得られた素線について、前述
と同じ方法で溶接性、曲げ成形性、伸線加工性を調べ
た。
【００３０】（比較例３）銅原料にＦｅ量およびＳ量が
若干多めの電気銅を用いた他は、実施例１と同じ方法に
より低酸素銅線材を製造し、これを伸線加工して得られ
た素線について、前述と同じ方法で溶接性、曲げ成形
性、伸線加工性を調べた。
若干多めの電気銅を用いた他は、実施例１と同じ方法に
より低酸素銅線材を製造し、これを伸線加工して得られ
た素線について、前述と同じ方法で溶接性、曲げ成形
性、伸線加工性を調べた。
【００３１】
【表１】
【００３２】表１から明らかなように、実施例１のＮ
ｏ．１〜９（本発明例）は、いずれも、溶接強度、曲げ
成形性、伸線加工性が良好で、総合的に極めて優れる
か、優れるものであった。これに対し、比較例１のＮ
ｏ．１０、１１は酸素量が多かったため、また比較例３
のＮｏ．１５はＳ量が多かったため、いずれも水素化合
物が結晶粒界に析出して溶接強度および曲げ成形性が低
下した。比較例２のＮｏ．１２、１３は水素量が多かっ
たためいずれも水素ガス気泡が生成して伸線加工性が低
下した。比較例３のＮｏ．１４はＦｅ量が多かったため
Ｆｅ化合物が結晶粒界の移動を妨げて曲げ成形性が低下
した。
ｏ．１〜９（本発明例）は、いずれも、溶接強度、曲げ
成形性、伸線加工性が良好で、総合的に極めて優れる
か、優れるものであった。これに対し、比較例１のＮ
ｏ．１０、１１は酸素量が多かったため、また比較例３
のＮｏ．１５はＳ量が多かったため、いずれも水素化合
物が結晶粒界に析出して溶接強度および曲げ成形性が低
下した。比較例２のＮｏ．１２、１３は水素量が多かっ
たためいずれも水素ガス気泡が生成して伸線加工性が低
下した。比較例３のＮｏ．１４はＦｅ量が多かったため
Ｆｅ化合物が結晶粒界の移動を妨げて曲げ成形性が低下
した。
【００３３】
【発明の効果】以上に述べたように、本発明の低酸素銅
線材は、酸素、水素、Ｆｅ、Ｓの含有量を小量に規定し
たので、溶接性、曲げ成形性、伸線加工性に優れる。本
発明の低酸素銅線材は、生産性に優れるＢ＆Ｗ式連続鋳
造圧延法により製造可能であり製造コストを安くでき
る。依って、工業上顕著な効果を奏する。
線材は、酸素、水素、Ｆｅ、Ｓの含有量を小量に規定し
たので、溶接性、曲げ成形性、伸線加工性に優れる。本
発明の低酸素銅線材は、生産性に優れるＢ＆Ｗ式連続鋳
造圧延法により製造可能であり製造コストを安くでき
る。依って、工業上顕著な効果を奏する。
【図１】本発明のＢ＆Ｗ式連続鋳造圧延法の実施形態を
示す工程説明図である。
示す工程説明図である。
【図２】（イ）、（ロ）は本発明で用いる樋の実施形態
を示すそれぞれ縦、横断面説明図である。
を示すそれぞれ縦、横断面説明図である。
【図３】本発明で用いるタンディッシュの実施形態を示
す縦断面説明図である。
す縦断面説明図である。
【図４】本発明で用いる注湯部の実施形態を示す側面説
明図である。
明図である。
【図５】溶接強度の試験方法の説明図である。
【図６】曲げ試験方法の説明図である。
【図７】従来のＢ＆Ｗ式連続鋳造圧延法の工程説明図で
ある。
ある。
１ガスバーナー
２樋
３多孔質材製堰
４溶銅
５内蓋
６タンディッシュ
７注湯ノズル
８空然比制御炎
１０回転移動鋳型
１２粒状木炭
１３出湯筒
１４縦型連続溶解炉
１５保持炉
１６鋳塊
１７ベルト
１８ホイール
１９酸素測定センサー
２０ガイドロール
２１素線
２２溶接部
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１４年３月２９日（２００２．３．２
９）
９）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正内容】
【発明の名称】 マグネットワイヤ用低酸素銅線材およ
びその製造方法
びその製造方法
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車用モーター
のマグネットコイル等に適した低酸素銅線材およびその
製造方法に関する。
のマグネットコイル等に適した低酸素銅線材およびその
製造方法に関する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の無酸素
銅線材は、溶接部の強度が低く、また伸線加工時や曲げ
成形時に割れ等の欠陥が生じることがあった。このた
め、本発明者等は、無酸素銅線材の溶接性、曲げ成形
性、伸線加工性の改善について検討し、無酸素銅線材に
含まれる元素のうち、酸素およびＳは溶接等の加熱時に
雰囲気中の水素と化合物を形成して溶接部の強度および
曲げ成形性を低下させること、Ｆｅはその化合物が結晶
粒界に析出し、この析出物が再結晶時に結晶粒界の移動
を妨げて曲げ成形性を低下させること、水素は水素ガス
気泡を形成して圧延や伸線加工性を低下させることなど
を明らかにし、さらに検討を進めて、本発明を完成させ
るに至った。本発明は、溶接性、曲げ成形性、伸線加工
性に優れた低酸素銅線材、およびその製造方法を提供す
ることを目的とする。
銅線材は、溶接部の強度が低く、また伸線加工時や曲げ
成形時に割れ等の欠陥が生じることがあった。このた
め、本発明者等は、無酸素銅線材の溶接性、曲げ成形
性、伸線加工性の改善について検討し、無酸素銅線材に
含まれる元素のうち、酸素およびＳは溶接等の加熱時に
雰囲気中の水素と化合物を形成して溶接部の強度および
曲げ成形性を低下させること、Ｆｅはその化合物が結晶
粒界に析出し、この析出物が再結晶時に結晶粒界の移動
を妨げて曲げ成形性を低下させること、水素は水素ガス
気泡を形成して圧延や伸線加工性を低下させることなど
を明らかにし、さらに検討を進めて、本発明を完成させ
るに至った。本発明は、溶接性、曲げ成形性、伸線加工
性に優れた低酸素銅線材、およびその製造方法を提供す
ることを目的とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００９】本発明の低酸素銅線材は、製造能力が２０
〜４０Ｔ／ｈｒ規模の高生産性のベルト＆ホイール式
（Ｂ＆Ｗ式と略記）連続鋳造圧延法（ＳＣＲ法等）にお
いて、移動中の溶銅を還元することにより製造できる。
〜４０Ｔ／ｈｒ規模の高生産性のベルト＆ホイール式
（Ｂ＆Ｗ式と略記）連続鋳造圧延法（ＳＣＲ法等）にお
いて、移動中の溶銅を還元することにより製造できる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１３】タンディッシュ６には、図３に示すよう
に、複数のガスバーナー１（１個のみ図示）を所要箇所
に均等な間隔で設置し、入口側と出口側に多孔質材製堰
３を配置し、溶銅４上部に内蓋５を配置する。タンディ
ッシュ６内の溶銅４は、タンディッシュ６の下部に取付
けられた注湯ノズル７から鋳型１０内へ注湯される。
に、複数のガスバーナー１（１個のみ図示）を所要箇所
に均等な間隔で設置し、入口側と出口側に多孔質材製堰
３を配置し、溶銅４上部に内蓋５を配置する。タンディ
ッシュ６内の溶銅４は、タンディッシュ６の下部に取付
けられた注湯ノズル７から鋳型１０内へ注湯される。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１９】この他、堰には、溶銅を整流化して、溶銅
を部分的に留まることなく流動させ、固体還元剤との十
分な反応を実現させる効果がある。また、堰を樋の底部
に設けることにより、溶銅を蛇行（乱流化）させて、固
体還元剤と溶銅中酸素との反応を促進させ、脱酸効率を
高める効果もある。
を部分的に留まることなく流動させ、固体還元剤との十
分な反応を実現させる効果がある。また、堰を樋の底部
に設けることにより、溶銅を蛇行（乱流化）させて、固
体還元剤と溶銅中酸素との反応を促進させ、脱酸効率を
高める効果もある。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２４】保持炉１５から出湯する溶銅４は、樋２入
口側の多孔質材製堰３を経て樋２内に入り、樋２内を通
り、樋２出口側の多孔質材製堰３を経てタンディッシュ
６へ導かれ、タンディッシュ６の入口側と出口側の多孔
質材製堰３を経て、タンディッシュ６の下部に取付けた
注湯ノズル７から鋳型１０内に注湯された。樋２および
タンディッシュ６内では、粒状木炭１２は内蓋５に押さ
れて溶銅４中に没し、溶銅４中の酸素は樋２およびタン
ディッシュ６内を通り抜ける間に粒状木炭（炭素）１２
と反応して炭酸ガスとなり溶銅４中を浮上し放出され
た。水素ガスはパイプを用いてタンディッシュの底部か
ら窒素ガスをバブリングさせて除去した。樋２およびタ
ンディッシュ６内の溶銅４温度はガスバーナー１により
適温に保持した。縦型連続溶解炉１４、保持炉１５、樋
２、タンディッシュ６等の加熱または保温に用いられる
ガスバーナー１の空気混合比は燃焼可能な範囲で種々に
絞った。
口側の多孔質材製堰３を経て樋２内に入り、樋２内を通
り、樋２出口側の多孔質材製堰３を経てタンディッシュ
６へ導かれ、タンディッシュ６の入口側と出口側の多孔
質材製堰３を経て、タンディッシュ６の下部に取付けた
注湯ノズル７から鋳型１０内に注湯された。樋２および
タンディッシュ６内では、粒状木炭１２は内蓋５に押さ
れて溶銅４中に没し、溶銅４中の酸素は樋２およびタン
ディッシュ６内を通り抜ける間に粒状木炭（炭素）１２
と反応して炭酸ガスとなり溶銅４中を浮上し放出され
た。水素ガスはパイプを用いてタンディッシュの底部か
ら窒素ガスをバブリングさせて除去した。樋２およびタ
ンディッシュ６内の溶銅４温度はガスバーナー１により
適温に保持した。縦型連続溶解炉１４、保持炉１５、樋
２、タンディッシュ６等の加熱または保温に用いられる
ガスバーナー１の空気混合比は燃焼可能な範囲で種々に
絞った。
─────────────────────────────────────────────────────
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）
// Ｈ０１Ｂ 7/00 ３０３ Ｈ０１Ｂ 7/00 ３０３
Claims (3)
- 【請求項１】 酸素、水素、Ｆｅ、Ｓの含有量をそれぞ
れ２０ｐｐｍ以下、１．５ｐｐｍ以下、１０ｐｐｍ以
下、１０ｐｐｍ以下に規制し、残部がＣｕおよび不可避
不純物からなることを特徴とするマグネットワイヤ用低
酸素銅線材。 - 【請求項２】 酸素、水素、Ｆｅ、Ｓの含有量をそれぞ
れ２０ｐｐｍ以下、１．５ｐｐｍ以下、１０ｐｐｍ以
下、１０ｐｐｍ以下に規制し、残部がＣｕおよび不可避
不純物からなる低酸素銅線材であって、前記低酸素銅線
材が脱酸素および脱水素機能を有するベルト＆ホイール
式連続鋳造圧延法により製造されていることを特徴とす
るマグネットワイヤ用低酸素銅線材。 - 【請求項３】 連続溶解炉から製出される溶銅を、保持
炉内に滞留させ、前記保持炉内の溶銅を樋を通してタン
ディッシュ内に連続的に導き、次いで前記タンディッシ
ュ内の溶銅を前記タンディッシュに取付けた注湯ノズル
から、ベルトとホイールにより構成される回転移動鋳型
内に注入し、冷却固化させて鋳塊とし、この鋳塊を前記
鋳型から連続的に引出し連続圧延するベルト＆ホイール
式連続鋳造圧延法により銅線材を製造する方法におい
て、前記樋およびタンディッシュ内に固体還元剤を配
し、また前記注湯ノズル先端部から前方の鋳型内を還元
性ガスで覆って脱酸し、さらに前記タンディッシュ内で
脱水素処理を施すことを特徴とする請求項１または２記
載のマグネットワイヤ用低酸素銅線材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002070648A JP4014900B2 (ja) | 2002-03-14 | 2002-03-14 | マグネットワイヤ用低酸素銅線材およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002070648A JP4014900B2 (ja) | 2002-03-14 | 2002-03-14 | マグネットワイヤ用低酸素銅線材およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003268466A true JP2003268466A (ja) | 2003-09-25 |
| JP4014900B2 JP4014900B2 (ja) | 2007-11-28 |
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ID=29201156
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|---|---|---|---|
| JP2002070648A Expired - Fee Related JP4014900B2 (ja) | 2002-03-14 | 2002-03-14 | マグネットワイヤ用低酸素銅線材およびその製造方法 |
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Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007046102A (ja) * | 2005-08-09 | 2007-02-22 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 低温軟化性無酸素銅線およびその製造方法 |
| JP2007237260A (ja) * | 2006-03-09 | 2007-09-20 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 皮剥き性に優れた無酸素銅及び無酸素銅合金の荒引線材 |
| JP2008235167A (ja) * | 2007-03-23 | 2008-10-02 | Furukawa Electric Co Ltd:The | マグネットワイヤ用無酸素銅線材の試験方法及び無酸素銅マグネットワイヤの製造方法 |
| JP2009297785A (ja) * | 2008-05-13 | 2009-12-24 | Hitachi Cable Ltd | マグネットワイヤ用銅線、マグネットワイヤ用銅線の製造方法及びマグネットワイヤ |
| CN106541093A (zh) * | 2016-12-07 | 2017-03-29 | 安徽金林科技股份有限公司 | 一种利用废杂铜制备低氧铜杆的工艺 |
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| CN106887322A (zh) * | 2017-03-03 | 2017-06-23 | 北京科技大学 | 一种高效制备纳米晶稀土永磁粉的方法 |
| CN108231243A (zh) * | 2017-12-30 | 2018-06-29 | 安徽晋源铜业有限公司 | 一种镀银超细铜丝及其制备方法 |
| JP2020157351A (ja) * | 2019-03-27 | 2020-10-01 | 住友電気工業株式会社 | 鋳造材の製造方法 |
-
2002
- 2002-03-14 JP JP2002070648A patent/JP4014900B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| CN106541093A (zh) * | 2016-12-07 | 2017-03-29 | 安徽金林科技股份有限公司 | 一种利用废杂铜制备低氧铜杆的工艺 |
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| JP2020157351A (ja) * | 2019-03-27 | 2020-10-01 | 住友電気工業株式会社 | 鋳造材の製造方法 |
| JP7207069B2 (ja) | 2019-03-27 | 2023-01-18 | 住友電気工業株式会社 | 鋳造材の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4014900B2 (ja) | 2007-11-28 |
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