JP2010189678A - Cr-containing copper alloy wire, and method for producing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、直径８０μｍ以下の極細線を製造する際の素材として使用されるＣｒ含有銅合金線及びこのＣｒ含有銅合金線の製造方法に関する。 The present invention relates to a Cr-containing copper alloy wire used as a raw material when producing an ultrafine wire having a diameter of 80 μm or less and a method for producing the Cr-containing copper alloy wire.
従来、配線材料として使用される直径８０μｍ以下の極細線には、例えば特許文献１、２に開示されているように、Ｓｎ入り銅線やＡｇ入り銅線等の純銅系の銅線が使用されている。これら純銅系の銅線においては、直径８０μｍ以下の極細線にまで伸線した際には、銅線内に混入した耐火物や鉄粉等の異物が原因の断線が発生することがある。このため、従来より、これらの異物を除去する様々な方法が提案されている。 Conventionally, as an ultrafine wire having a diameter of 80 μm or less used as a wiring material, for example, as disclosed in Patent Documents 1 and 2, pure copper-based copper wires such as Sn-containing copper wires and Ag-containing copper wires are used. ing. When these pure copper-based copper wires are drawn to an extra fine wire having a diameter of 80 μm or less, disconnection may occur due to foreign matters such as refractories and iron powder mixed in the copper wire. For this reason, conventionally, various methods for removing these foreign substances have been proposed.
また、最近では、配線材料においては、細線化に伴って高強度化が強く求められている。そこで、配線材料を製造する際の素材として、例えば特許文献３に示すように、Ｃｒを含有したＣｒ含有銅合金線が提供されている。 In recent years, there has been a strong demand for higher strength in wiring materials as the wire becomes thinner. Then, as a raw material at the time of manufacturing wiring material, as shown, for example in patent document 3, the Cr containing copper alloy wire containing Cr is provided.
しかしながら、Ｃｒ含有銅合金線においては、直径８０μｍ以下の極細線にまで伸線した際には、前述の耐火物や鉄粉等の異物のみでなく、銅合金線内に存在する未溶解ＣｒやＣｒ炭化物が断線の原因となっていた。これにより、従来のＳｎ入り銅線やＡｇ入り銅線等の純銅系の銅線に比べて、断線不良が発生し易いといった問題があった。 However, in a Cr-containing copper alloy wire, when it is drawn to an extra fine wire having a diameter of 80 μm or less, not only the above-mentioned foreign matter such as refractory and iron powder, but also undissolved Cr or copper present in the copper alloy wire Cr carbide caused disconnection. As a result, there is a problem that a disconnection failure is likely to occur as compared with a pure copper-based copper wire such as a conventional Sn-containing copper wire or an Ag-containing copper wire.
この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、Ｃｒを含有して高強度化を図ることができるとともに直径８０μｍ以下の極細線にまで伸線した際の断線の発生を抑えることができるＣｒ含有銅合金線及びこのＣｒ含有銅合金線の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and can contain Cr and increase the strength and suppress the occurrence of disconnection when the wire is drawn to an ultrafine wire having a diameter of 80 μm or less. An object of the present invention is to provide a Cr-containing copper alloy wire that can be manufactured and a method for producing the Cr-containing copper alloy wire.
上記の課題を解決するために、本発明のＣｒ含有銅合金線は、直径８０μｍ以下の極細線を製造する際の素材として使用されるＣｒ含有銅合金線であって、粒径５０μｍ以上の未溶解Ｃｒ及びＣｒ炭化物の個数が、３ｋｇ当たり２個以下であることを特徴としている。 In order to solve the above-mentioned problems, the Cr-containing copper alloy wire of the present invention is a Cr-containing copper alloy wire used as a raw material for producing an ultrafine wire having a diameter of 80 μm or less, and has a particle diameter of 50 μm or more. The number of dissolved Cr and Cr carbide is 2 or less per 3 kg.
この構成のＣｒ含有銅合金線によれば、粒径５０μｍ以上の未溶解Ｃｒ及びＣｒ炭化物の個数が３ｋｇ当たり２個以下とされていることから、直径８０μｍ以下の極細線にまで伸線した際に、前記の未溶解Ｃｒ及びＣｒ炭化物に起因する断線の発生を防止することが可能となる。これにより、直径８０μｍ以下の極細線の製造効率を大幅に向上させることができ、高強度な極細線を提供することができる。 According to the Cr-containing copper alloy wire having this configuration, when the number of undissolved Cr and Cr carbide having a particle size of 50 μm or more is 2 or less per 3 kg, the wire is drawn to an ultrafine wire having a diameter of 80 μm or less. In addition, it is possible to prevent the occurrence of disconnection due to the undissolved Cr and Cr carbide. Thereby, the manufacturing efficiency of the ultrafine wire having a diameter of 80 μm or less can be greatly improved, and a high-strength ultrafine wire can be provided.
ここで、前述のＣｒ含有銅合金線において、Ｃｒを０．１質量％以上１．５質量％以下、Ｚｒを０．０１質量％以上０．１５質量％以下、残部がＣｕと不可避不純物からなる組成を有することが好ましい。
この場合、Ｃｒを０．１質量％以上含有するとともにＺｒを含０．０１質量％以上含有しているので、Ｃｒ含有銅合金線のさらなる高強度化を図ることができる。また、Ｃｒが１．５質量％以下及びＺｒが１．５質量％以下とされているので、銅中に溶解したＣｒ，Ｚｒの一部から粗大な析出物が発生することを抑制でき、断線を確実に抑制することができる。
Here, in the aforementioned Cr-containing copper alloy wire, Cr is 0.1% by mass or more and 1.5% by mass or less, Zr is 0.01% by mass or more and 0.15% by mass or less, and the balance is made of Cu and inevitable impurities. It preferably has a composition.
In this case, since Cr is contained by 0.1 mass% or more and Zr is contained by 0.01 mass% or more, the strength of the Cr-containing copper alloy wire can be further increased. Moreover, since Cr is 1.5% by mass or less and Zr is 1.5% by mass or less, generation of coarse precipitates from a part of Cr and Zr dissolved in copper can be suppressed, and disconnection is caused. Can be reliably suppressed.
本発明のＣｒ含有銅合金線の製造方法は、直径８０μｍ以下の極細線を製造する際の素材として使用されるＣｒ含有銅合金線の製造方法であって、銅原料を溶解して溶銅を生成する溶銅生成工程と、前記溶銅中に金属Ｃｒを添加するＣｒ添加工程と、Ｃｒが添加された溶銅を鋳造する鋳造工程と、を有し、前記Ｃｒ添加工程において添加される前記金属Ｃｒ中の炭素量が質量比で１５０ｐｐｍ以下とされていることを特徴としている。 The method for producing a Cr-containing copper alloy wire according to the present invention is a method for producing a Cr-containing copper alloy wire used as a raw material when producing an ultrafine wire having a diameter of 80 μm or less, and melted copper by melting a copper raw material. The molten copper generation step to be generated, the Cr addition step of adding metal Cr into the molten copper, and the casting step of casting the molten copper to which Cr is added, and added in the Cr addition step The amount of carbon in the metal Cr is 150 ppm or less by mass ratio.
この構成のＣｒ含有銅合金線の製造方法によれば、溶銅中に添加される金属Ｃｒ中の炭素量が質量比で１５０ｐｐｍ以下とされているので、活性元素であるＣｒと炭素との反応を抑制でき、Ｃｒ炭化物の生成を抑えることが可能となる。また、金属Ｃｒの表層にＣｒ炭化物が生成されることも抑制されるので、金属Ｃｒと溶銅とを確実に接触させることで、金属Ｃｒの溶解を促進することができる。これらの作用効果により、粒径５０μｍ以上の未溶解Ｃｒ及びＣｒ炭化物の発生を抑制することが可能となり、極細線に加工した際の断線の発生を抑制可能なＣｒ含有銅合金線を製出することができる。
なお、金属Ｃｒ中の炭素量は、金属Ｃｒ製出時に炭素部材の使用を極力抑えることによって低減することが可能である。
According to the method for producing a Cr-containing copper alloy wire having this configuration, the amount of carbon in the metal Cr added to the molten copper is 150 ppm or less by mass ratio, so that the reaction between the active element Cr and carbon It is possible to suppress the generation of Cr carbide. Moreover, since it is suppressed that Cr carbide | carbonized_material is produced | generated by the surface layer of metal Cr, melt | dissolution of metal Cr can be accelerated | stimulated by making metal Cr and molten copper contact reliably. With these functions and effects, it is possible to suppress the generation of undissolved Cr and Cr carbide having a particle size of 50 μm or more, and to produce a Cr-containing copper alloy wire capable of suppressing the occurrence of disconnection when processed into an ultrafine wire. be able to.
The amount of carbon in the metal Cr can be reduced by suppressing the use of the carbon member as much as possible when producing the metal Cr.
また、本発明のＣｒ含有銅合金線の製造方法は、直径８０μｍ以下の極細線を製造する際の素材として使用されるＣｒ含有銅合金線の製造方法であって、銅原料を溶解して溶銅を生成する溶銅生成工程と、前記溶銅中に金属Ｃｒを添加するＣｒ添加工程と、Ｃｒが添加された溶銅を鋳造する鋳造工程と、を有し、前記Ｃｒ添加工程において添加される前記金属Ｃｒの粒径が１００ｍｅｓｈ以上５ｍｍ以下とされていることを特徴としている。 The method for producing a Cr-containing copper alloy wire according to the present invention is a method for producing a Cr-containing copper alloy wire used as a raw material when producing an ultrafine wire having a diameter of 80 μm or less, wherein the copper raw material is dissolved and dissolved. A molten copper production step for producing copper, a Cr addition step for adding metal Cr into the molten copper, and a casting step for casting the molten copper to which Cr is added, and is added in the Cr addition step. The metal Cr has a particle size of 100 mesh or more and 5 mm or less.
この構成のＣｒ含有銅合金線の製造方法によれば、溶銅中に添加される金属Ｃｒの粒径が１００ｍｅｓｈ以上とされているので、溶銅中に添加した際に金属Ｃｒ粉末同士が凝集してしまうことを防止でき、金属Ｃｒの溶解を促進することができる。また、金属Ｃｒの粒径が小さい程炭素と接触する表面積の割合が増加するため、Ｃｒ炭化物が発生しやすくなる。そこで、金属Ｃｒの粒径が１００ｍｅｓｈ以上とすることでＣｒ炭化物の発生を抑制することもできる。また、前記金属Ｃｒの粒径が５ｍｍ以下とされているので、金属Ｃｒを溶解させるために必要な時間を短くすることができ、金属Ｃｒの溶解を促進することができる。これらの作用効果により、粒径５０μｍ以上の未溶解Ｃｒ及びＣｒ炭化物の発生を抑制することが可能となり、極細線に加工した際の断線の発生を抑制可能なＣｒ含有銅合金線を製出することができる。 According to the method for producing a Cr-containing copper alloy wire having this configuration, since the particle size of the metal Cr added to the molten copper is 100 mesh or more, the metal Cr powders aggregate when added to the molten copper. Can be prevented, and dissolution of metal Cr can be promoted. Moreover, since the ratio of the surface area which contacts with carbon increases, so that the particle size of metal Cr is small, it becomes easy to generate | occur | produce Cr carbide | carbonized_material. Then, generation | occurrence | production of Cr carbide | carbonized_material can also be suppressed by the particle size of metal Cr being 100 mesh or more. Further, since the particle size of the metal Cr is 5 mm or less, the time required for dissolving the metal Cr can be shortened, and the dissolution of the metal Cr can be promoted. With these functions and effects, it is possible to suppress the generation of undissolved Cr and Cr carbide having a particle size of 50 μm or more, and to produce a Cr-containing copper alloy wire capable of suppressing the occurrence of disconnection when processed into an ultrafine wire. be able to.
さらに、本発明のＣｒ含有銅合金線の製造方法は、直径８０μｍ以下の極細線を製造する際の素材として使用されるＣｒ含有銅合金線の製造方法であって、銅原料を溶解して溶銅を生成する溶銅生成工程と、前記溶銅中に金属Ｃｒを添加するＣｒ添加工程と、Ｃｒが添加された溶銅を鋳造する鋳造工程と、を有し、前記Ｃｒ添加工程において添加される中の炭素量が質量比で１５０ｐｐｍ以下とされ、前記金属Ｃｒの粒径が１００ｍｅｓｈ以上５ｍｍ以下とされていることを特徴としている。 Furthermore, the method for producing a Cr-containing copper alloy wire according to the present invention is a method for producing a Cr-containing copper alloy wire used as a raw material when producing an ultrafine wire having a diameter of 80 μm or less, wherein the copper raw material is dissolved and dissolved. A molten copper production step for producing copper, a Cr addition step for adding metal Cr into the molten copper, and a casting step for casting the molten copper to which Cr is added, and is added in the Cr addition step. The amount of carbon in the metal is 150 ppm or less by mass ratio, and the particle size of the metal Cr is 100 mesh or more and 5 mm or less.
この構成のＣｒ含有銅合金線の製造方法によれば、溶銅中に添加される金属Ｃｒ中の炭素量が質量比で１５０ｐｐｍ以下とされているので、活性元素であるＣｒと炭素との反応を抑制でき、Ｃｒ炭化物の生成を抑えることが可能となる。また、金属Ｃｒの表層にＣｒ炭化物が生成されることも抑制されるので、金属Ｃｒと溶銅とを確実に接触させることで、金属Ｃｒの溶解を促進することができる。
また、溶銅中に添加される金属Ｃｒの粒径が１００ｍｅｓｈ以上とされているので、溶銅中に添加した際に金属Ｃｒ粉末同士が凝集してしまうことを防止でき、金属Ｃｒの溶解を促進することができる。また、金属Ｃｒの粒径が小さい程炭素と接触する表面積の割合が増加するため、Ｃｒ炭化物が発生しやすくなる。そこで、金属Ｃｒの粒径が１００ｍｅｓｈ以上とすることでＣｒ炭化物の発生を抑制することもできる。また、前記金属Ｃｒの粒径が５ｍｍ以下とされているので、金属Ｃｒを溶解させるために必要な時間を短くすることができ、金属Ｃｒの溶解を促進することができる。
これらの作用により、粒径５０μｍ以上の未溶解Ｃｒ及びＣｒ炭化物の発生を抑制することが可能となり、極細線に加工した際の断線の発生を抑制可能なＣｒ含有銅合金線を製出することができる。
According to the method for producing a Cr-containing copper alloy wire having this configuration, the amount of carbon in the metal Cr added to the molten copper is 150 ppm or less by mass ratio, so that the reaction between the active element Cr and carbon It is possible to suppress the generation of Cr carbide. Moreover, since it is suppressed that Cr carbide | carbonized_material is produced | generated by the surface layer of metal Cr, melt | dissolution of metal Cr can be accelerated | stimulated by making metal Cr and molten copper contact reliably.
In addition, since the particle size of the metal Cr added to the molten copper is 100 mesh or more, the metal Cr powder can be prevented from aggregating when added to the molten copper, and the dissolution of the metal Cr can be prevented. Can be promoted. Moreover, since the ratio of the surface area which contacts with carbon increases, so that the particle size of metal Cr is small, it becomes easy to generate | occur | produce Cr carbide. Then, generation | occurrence | production of Cr carbide | carbonized_material can also be suppressed by the particle size of metal Cr being 100 mesh or more. Further, since the particle size of the metal Cr is 5 mm or less, the time required for dissolving the metal Cr can be shortened, and the dissolution of the metal Cr can be promoted.
By these actions, it becomes possible to suppress the generation of undissolved Cr and Cr carbide having a particle size of 50 μm or more, and to produce a Cr-containing copper alloy wire capable of suppressing the occurrence of disconnection when processed into an ultrafine wire. Can do.
ここで、前述のＣｒ含有銅合金線の製造方法において、前記溶銅中にＺｒを添加するＺｒ添加工程を備えていてもよい。
この場合、ＣｒとともにＺｒを添加することになり、さらに高強度化したＣｒ含有銅合金線を製出することができる。
Here, in the manufacturing method of the above-mentioned Cr containing copper alloy wire, you may provide the Zr addition process which adds Zr in the said molten copper.
In this case, Zr is added together with Cr, and a further strengthened Cr-containing copper alloy wire can be produced.
本発明によれば、Ｃｒを含有して高強度化を図ることができるとともに直径８０μｍ以下の極細線にまで伸線した際の断線の発生を抑えることができるＣｒ含有銅合金線及びこのＣｒ含有銅合金線の製造方法を提供することができる。 According to the present invention, a Cr-containing copper alloy wire capable of increasing strength by containing Cr and suppressing the occurrence of breakage when drawn to an ultrafine wire having a diameter of 80 μm or less, and the Cr-containing copper alloy wire A method for producing a copper alloy wire can be provided.
以下に、本発明の実施形態に係るＣｒ含有銅合金線及びＣｒ含有銅合金線の製造方法について添付した図面を参照して説明する。
図１に、本実施形態であるＣｒ含有銅合金線の素材となる鋳塊を製造するＣｒ含有銅合金鋳塊の製造装置の概略を示す。
Hereinafter, a Cr-containing copper alloy wire and a method for producing a Cr-containing copper alloy wire according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
In FIG. 1, the outline of the manufacturing apparatus of the Cr containing copper alloy ingot which manufactures the ingot used as the raw material of the Cr containing copper alloy wire which is this embodiment is shown.
図１に示すＣｒ含有銅合金鋳塊の製造装置は、最上流部に配置された溶解炉１１と、その下流に配置された加熱炉１２と、加熱炉１２の下流に配置されたタンディッシュ１３と、溶解炉１１から加熱炉１２までをつなぐ溶湯供給路１４と、加熱炉１２とタンディッシュ１３とをつなぐ樋１５と、タンディッシュ１３に備えられた合金元素添加手段１６と、を備えている。なお、本実施形態では、図１に示すように、加熱炉１２に別の合金元素添加手段１９が設けられている。
ここで、本実施形態においては、溶解炉１１が低周波誘導炉とされ、加熱炉１２が高周波誘導炉とされている。
The Cr-containing copper alloy ingot manufacturing apparatus shown in FIG. 1 includes a
Here, in this embodiment, the
加熱炉１２は、その外形が略円筒状とされ、その内部に貯留槽１２ａが設けられ、貯留槽１２ａに貯留された溶銅を高温（例えば１４００℃）に加熱できる加熱手段として高周波誘導コイルが設けられている。加熱炉１２内は、非酸化性雰囲気とされ、例えば、アルゴン等の不活性ガスで充満されている。ここで、排出口１２ｂと樋１５とが非酸化性雰囲気によってシールされた状態で接続されており、非酸化性雰囲気を保持したままで加熱炉１２から樋１５へ溶銅の排出が行なわれる構成とされている。
The
加熱炉１２の下流側には、タンディッシュ１３が配置され、加熱炉１２とタンディッシュ１３とは、樋１５によって接続されている。
タンディッシュ１３は溶銅を１ｔ程度保持するものであり、タンディッシュ１３の内部の溶銅は、一定以上の流速で流れている。このタンディッシュ１３の上部には合金元素添加手段１６が設けられており、この合金元素添加手段１６の装入口１６ａから金属Ｃｒ又は金属Ｚｒを連続的にまたは間欠的に装入すると、タンディッシュ１３内に開口された開口部１６ｂより、タンディッシュ１３内を流れる溶銅中に金属Ｃｒ又は金属Ｚｒが添加される。
また、タンディッシュ１３の底面側には、溶湯排出口１３ａが設けられている。この溶湯排出口１３ａにはノズル１３ｂが接続されており、ノズル１３ｂの下方には黒鉛鋳型１８が配置されている。
A
The
A
次に、前述のような構成とされたＣｒ含有銅合金鋳塊の製造装置を利用したＣｒ含有銅合金線の製造方法について説明する。図２に、本実施形態であるＣｒ含有銅合金線の製造方法のフロー図を示す。
まず、溶解炉１１（低周波誘導炉）に銅原料を投入して溶解し、溶銅を生成する（溶銅生成工程Ｓ１）。生成された溶銅を、溶湯供給路１４を介して高周波誘導炉に供給し、加熱炉１２の貯留槽１２ａに貯留された溶銅の温度を上昇させる（溶銅加熱工程Ｓ２）。
Next, the manufacturing method of the Cr containing copper alloy wire using the manufacturing apparatus of the Cr containing copper alloy ingot having the above-described configuration will be described. In FIG. 2, the flowchart of the manufacturing method of the Cr containing copper alloy wire which is this embodiment is shown.
First, a copper raw material is charged into a melting furnace 11 (low frequency induction furnace) and melted to produce molten copper (a molten copper production step S1). The produced | generated molten copper is supplied to a high frequency induction furnace via the molten
加熱炉１２の貯留槽１２ａに貯留された溶銅は樋１５を介してタンディッシュ１３へと供給される。そして、このタンディッシュ１３に備えられた合金元素添加手段１６によって、溶銅中に金属Ｃｒ及び金属Ｚｒを添加する（Ｃｒ添加工程Ｓ３及びＺｒ添加工程Ｓ４）。これらＣｒ添加工程Ｓ３及びＺｒ添加工程Ｓ４によって、Ｃｒを０．１質量％以上１．５質量％以下、Ｚｒを０．０１質量％以上０．１５質量％以下、残部がＣｕと不可避不純物からなる組成を有するＣｒ含有銅合金溶湯が連続的に製出される。
The molten copper stored in the
タンディッシュ１３内のＣｒ含有銅合金溶湯は、溶湯排出口１３ａに接続されたノズル１３ｂを介して黒鉛鋳型１８内に供給され、黒鉛鋳型１８で冷却されることにより、Ｃｒを０．１質量％以上１．５質量％以下、Ｚｒを０．０１質量％以上０．１５質量％以下、残部がＣｕと不可避不純物からなる組成を有するＣｒ含有銅合金鋳塊が得られる（鋳造工程Ｓ５）。なお、本実施形態では、鋳造工程Ｓ５において、直径２００ｍｍ〜３００ｍｍの円柱状鋳塊（いわゆるビレット）を製出する。
The Cr-containing copper alloy molten metal in the
このようにして得られたＣｒ含有銅合金鋳塊を、高温（９００〜９５０℃）に加熱して押出加工を行い、直径１０〜１６ｍｍの銅棒材を製出する（押出工程Ｓ６）。得られた銅棒材に対して引抜加工及び焼鈍処理を行って所定寸法（例えば直径０．０５ｍｍ〜０．１ｍｍ）のＣｒ含有銅合金線を製出する（伸線工程Ｓ７）。このようにして、Ｃｒを０．１質量％以上１．５質量％以下、Ｚｒを０．０１質量％以上０．１５質量％以下、残部がＣｕと不可避不純物からなる組成を有するＣｒ含有銅合金線が製出される。 The Cr-containing copper alloy ingot thus obtained is heated to a high temperature (900 to 950 ° C.) and subjected to extrusion to produce a copper bar having a diameter of 10 to 16 mm (extrusion step S6). The obtained copper bar is subjected to a drawing process and an annealing process to produce a Cr-containing copper alloy wire having a predetermined dimension (for example, a diameter of 0.05 mm to 0.1 mm) (drawing step S7). Thus, a Cr-containing copper alloy having a composition in which Cr is 0.1% by mass or more and 1.5% by mass or less, Zr is 0.01% by mass or more and 0.15% by mass or less, and the balance is Cu and inevitable impurities. A line is produced.
ここで、Ｃｒ添加工程Ｓ３においては、金属Ｃｒの粉状物を添加する。この金属Ｃｒは、その製造過程において黒鉛部材の使用を抑えることによって、炭素の含有量が質量比で１５０ｐｐｍ以下とされている。また、添加される金属Ｃｒの粉状物は、篩い分けされており、その粒径が、１００ｍｅｓｈ以上５ｍｍ以下とされており、より好ましくは、６０ｍｅｓｈ以上５ｍｍ以下とされている。 Here, in Cr addition process S3, the powdery metal Cr is added. This metal Cr has a carbon content of 150 ppm or less by suppressing the use of a graphite member in the production process. Moreover, the powdered metal Cr to be added is sieved, and the particle size is 100 mesh or more and 5 mm or less, and more preferably 60 mesh or more and 5 mm or less.
こうして製出された本実施形態であるＣｒ含有銅合金線は、前述のようにＣｒ添加工程Ｓ３において添加される金属Ｃｒの粒状物の炭素量及び粒径が規定されていることから、金属Ｃｒの溶解が促進されており、粒径５０μｍ以上の未溶解Ｃｒ及びＣｒ炭化物の個数が、３ｋｇ当たり２個以下とされているのである。 The Cr-containing copper alloy wire according to the present embodiment produced in this way is defined by the amount of carbon and the particle size of the metal Cr particles added in the Cr addition step S3 as described above. The number of undissolved Cr and Cr carbide having a particle size of 50 μm or more is 2 or less per 3 kg.
このような構成とされた本実施形態であるＣｒ含有銅合金線によれば、粒径５０μｍ以上の未溶解Ｃｒ及びＣｒ炭化物の個数が３ｋｇ当たり２個以下とされているので、直径８０μｍ以下の極細線にまで加工した際に、未溶解Ｃｒ及びＣｒ炭化物に起因する断線の発生を防止することができる。これにより、直径８０μｍ以下の極細線の製造効率を大幅に向上させることができる。また、Ｃｒ含有銅合金線は、純銅系の銅線に比べて高強度であるので、極細線の高強度化を図って極細線使用時の断線を抑制することができ、品質の安定した極細線を製出することが可能となる。 According to the Cr-containing copper alloy wire of this embodiment having such a configuration, the number of undissolved Cr and Cr carbide having a particle size of 50 μm or more is 2 or less per 3 kg, so that the diameter is 80 μm or less. Generation of disconnection due to undissolved Cr and Cr carbide can be prevented when processing to an ultrafine wire. Thereby, the manufacturing efficiency of the ultrafine wires having a diameter of 80 μm or less can be greatly improved. In addition, since the Cr-containing copper alloy wire has higher strength than pure copper-based copper wire, it is possible to increase the strength of the ultrafine wire and to suppress the disconnection when using the ultrafine wire, and to stabilize the quality of the ultrafine wire. A wire can be produced.
また、本実施形態であるＣｒ含有銅合金線は、Ｃｒを０．１質量％以上１．５質量％以下、Ｚｒを０．０１質量％以上０．１５質量％以下、残部がＣｕと不可避不純物からなる組成を有しているので、Ｃｒ含有銅合金線のさらなる高強度化を図ることができるとともに、銅中に溶解したＣｒ，Ｚｒの一部から粗大な析出物が発生することを防止して極細線加工時や使用時の断線の発生を確実に抑制することができる。 In addition, the Cr-containing copper alloy wire according to the present embodiment has a Cr content of 0.1% by mass to 1.5% by mass, a Zr content of 0.01% by mass to 0.15% by mass, and the balance being Cu and inevitable impurities. Therefore, it is possible to further increase the strength of the Cr-containing copper alloy wire and to prevent generation of coarse precipitates from a part of Cr and Zr dissolved in copper. Therefore, it is possible to reliably suppress the occurrence of disconnection during processing of ultra fine wire or during use.
さらに、本実施形態であるＣｒ含有銅合金線の製造方法によれば、溶解炉１１（低周波誘導炉）に銅原料を投入して溶解して溶銅を生成する溶銅生成工程Ｓ１と、溶銅中に金属Ｃｒを添加するＣｒ添加工程Ｓ３と、溶銅中に金属Ｚｒを添加するＺｒ添加工程Ｓ４と、得られたＣｒ含有銅合金溶湯を鋳造する鋳造工程Ｓ５と、得られたＣｒ含有銅合金鋳塊を押出加工する押出工程Ｓ６と、得られた銅棒材を伸線して所定寸法のＣｒ含有銅合金線を製出する伸線工程Ｓ７とを備えており、Ｃｒ添加工程Ｓ３において添加される金属Ｃｒの炭素含有量が質量比で１５０ｐｐｍ以下とされているので、活性元素であるＣｒと炭素との反応を抑制でき、Ｃｒ炭化物の生成を抑えることが可能となる。また、金属Ｃｒの表層にＣｒ炭化物が生成されることも抑制されるので、金属Ｃｒと溶銅とを確実に接触させることで、金属Ｃｒの溶解を促進することができる。 Furthermore, according to the manufacturing method of the Cr containing copper alloy wire which is this embodiment, molten copper production | generation process S1 which introduce | transduces and melt | dissolves a copper raw material in the melting furnace 11 (low frequency induction furnace), and produces | generates molten copper, Cr addition step S3 for adding metal Cr to molten copper, Zr addition step S4 for adding metal Zr to molten copper, casting step S5 for casting the obtained Cr-containing copper alloy molten metal, and obtained Cr An extruding step S6 for extruding the copper alloy ingot containing, and a drawing step S7 for producing a Cr-containing copper alloy wire of a predetermined size by drawing the obtained copper bar, and adding a Cr Since the carbon content of the metal Cr added in S3 is 150 ppm or less in mass ratio, the reaction between the active element Cr and carbon can be suppressed, and the formation of Cr carbide can be suppressed. Moreover, since it is suppressed that Cr carbide | carbonized_material is produced | generated by the surface layer of metal Cr, melt | dissolution of metal Cr can be accelerated | stimulated by making metal Cr and molten copper contact reliably.
また、Ｃｒ添加工程Ｓ３において添加される金属Ｃｒの粒径が１００ｍｅｓｈ以上５ｍｍ以下、より好ましくは６０ｍｅｓｈ以上５ｍｍ以下とされているので、溶銅中に添加した際に金属Ｃｒ粉末同士が凝集してしまうことを防止でき、金属Ｃｒの溶解を促進することができる。なお、金属Ｃｒの粒径が小さい程炭素と接触する表面積の割合が増加するため、Ｃｒ炭化物が発生しやすくなる。そこで、金属Ｃｒの粒径が１００ｍｅｓｈ以上とすることでＣｒ炭化物の混入を抑制することもできる。また、前記金属Ｃｒの粒径が５ｍｍ以下とされているので、金属Ｃｒを溶解させるために必要な時間を短くすることができ、金属Ｃｒの溶解を促進することができる。 Moreover, since the particle diameter of the metal Cr added in Cr addition process S3 is 100 mesh or more and 5 mm or less, More preferably, it is 60 mesh or more and 5 mm or less, When adding in molten copper, metal Cr powders aggregate. Can be prevented, and dissolution of metal Cr can be promoted. In addition, since the ratio of the surface area which contacts carbon increases, so that the particle size of metal Cr is small, Cr carbide | carbonized_material becomes easy to generate | occur | produce. Then, mixing of Cr carbide can also be suppressed by making the particle size of metal Cr into 100 mesh or more. Further, since the particle size of the metal Cr is 5 mm or less, the time required for dissolving the metal Cr can be shortened, and the dissolution of the metal Cr can be promoted.
このような作用効果により、粒径５０μｍ以上の未溶解Ｃｒ及びＣｒ炭化物の発生を抑制し、粒径５０μｍ以上の未溶解Ｃｒ及びＣｒ炭化物の個数が３ｋｇ当たり２個以下とすることができ、極細線に加工した際の断線の発生を抑制可能なＣｒ含有銅合金線を製出することができる。
また、溶銅中に金属Ｚｒを添加するＺｒ添加工程Ｓ４を備えているので、Ｃｒを０．１質量％以上１．５質量％以下、Ｚｒを０．０１質量％以上０．１５質量％以下、残部がＣｕと不可避不純物からなる組成を有するＣｒ含有銅合金線を確実に製出することができる。
By such an effect, generation of undissolved Cr and Cr carbide having a particle size of 50 μm or more can be suppressed, and the number of undissolved Cr and Cr carbide having a particle size of 50 μm or more can be reduced to 2 or less per 3 kg. It is possible to produce a Cr-containing copper alloy wire capable of suppressing the occurrence of disconnection when processed into a wire.
Moreover, since it has Zr addition process S4 which adds metal Zr in molten copper, Cr is 0.1 mass% or more and 1.5 mass% or less, Zr is 0.01 mass% or more and 0.15 mass% or less. In addition, it is possible to reliably produce a Cr-containing copper alloy wire having a composition in which the balance is made of Cu and inevitable impurities.
さらに、本実施形態においては、加熱炉１２の下流側に配設されたタンディッシュ１３内において、金属Ｃｒ及び金属Ｚｒを添加する構成としているので、加熱炉１２において溶銅の温度を高くした状態で金属Ｃｒ及び金属Ｚｒを添加することが可能となり、これら金属Ｃｒ及び金属Ｚｒの溶解を促進でき、未溶解Ｃｒ等の発生を抑制できるとともに、成分値が安定した銅合金溶湯を連続的に製造することができる。
Furthermore, in this embodiment, since it is set as the structure which adds metal Cr and metal Zr in the
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、本実施形態では、Ｚｒ添加工程を備え、Ｚｒを含有するＣｒ含有銅合金線を製出するものとして説明したが、これに限定されることはなく、Ｚｒを含有しないＣｒ含有銅合金線であってもよい。また、Ｚｒ以外の添加元素が添加されていてもよい。
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to this, It can change suitably in the range which does not deviate from the technical idea of the invention.
For example, in the present embodiment, it has been described as including a Zr addition step and producing a Cr-containing copper alloy wire containing Zr, but the present invention is not limited to this, and a Cr-containing copper alloy wire not containing Zr. It may be. Moreover, additional elements other than Zr may be added.
さらに、鋳造工程を、黒鉛鋳型を用いたものとして説明したが、これに限定されることはなく、他の鋳型を使用しても良いし、あるいは、ベルトキャスター方式の連続鋳造機の鋳型内に銅合金溶湯を注入して、連続鋳造・圧延を行っても良い。このように連続鋳造・圧延を行う場合には、押出工程を省略することが可能となる。 Furthermore, although the casting process has been described as using a graphite mold, the casting process is not limited to this, and other molds may be used, or the belt caster type continuous casting machine may have a casting process. You may inject | pour a copper alloy molten metal and perform continuous casting and rolling. Thus, when performing continuous casting and rolling, the extrusion process can be omitted.
以下に、前述した本実施形態であるＣｒ含有銅合金線の製造方法によって得られたＣｒ含有銅合金線の伸線結果について説明する。
なお、本実施例では、Ｃｒ添加工程において添加される金属Ｃｒとして、炭素含有量が質量比で１００ｐｐｍ以下、粒径が６０ｍｅｓｈ以上５ｍｍ以下のものを使用した。そして、目標組成をＣｒ：０．１質量％、Ｚｒ：０．１５質量％、残部がＣｕと不可避不純物としてＣｒ含有銅合金線を製出した。なお、Ｃｒ含有銅合金線の直径を約８ｍｍとした。
従来例として、低周波溶解炉中において、Ｃｒ及びＺｒを添加してＣｒ含有銅合金線を製出した。なお、ＣｒやＺｒの添加には母合金を使用した。
Below, the drawing result of the Cr containing copper alloy wire obtained by the manufacturing method of the Cr containing copper alloy wire which is this embodiment mentioned above is demonstrated.
In this example, as the metal Cr added in the Cr addition step, a carbon content having a mass ratio of 100 ppm or less and a particle size of 60 mesh or more and 5 mm or less was used. And Cr: 0.1 mass%, Zr: 0.15 mass%, the remainder contains Cu and an inevitable impurity, and the Cr containing copper alloy wire was produced. The diameter of the Cr-containing copper alloy wire was about 8 mm.
As a conventional example, Cr and Zr were added in a low frequency melting furnace to produce a Cr-containing copper alloy wire. A mother alloy was used for the addition of Cr and Zr.
これらのＣｒ含有銅合金線を直径８０μｍの極細線に伸線加工し、断線が発生した場合には、破断面を観察し、未溶解Ｃｒ及びＣｒ炭化物の有無を確認した。評価結果を表１に示す。 These Cr-containing copper alloy wires were drawn into ultrafine wires having a diameter of 80 μm, and when breakage occurred, the fracture surface was observed to confirm the presence or absence of undissolved Cr and Cr carbide. The evaluation results are shown in Table 1.
従来例においては、３ｋｇ（直径８０μｍで長さ約６７ｋｍ）分伸線した段階で、断線が７回発生した。破断面を観察した結果、断線７回中５回分の破断面で未溶解Ｃｒ及びＣｒ炭化物が確認された。
一方、実施例においては、３ｋｇ（直径８０μｍで長さ約６７ｋｍ）分伸線した段階で、断線が１回発生したが、破断面を観察した結果、未溶解Ｃｒ及びＣｒ炭化物は確認されなかった。
In the conventional example, when the wire was drawn by 3 kg (diameter: 80 μm and length: about 67 km), disconnection occurred seven times. As a result of observing the fracture surface, undissolved Cr and Cr carbide were confirmed on the fracture surface for 5 out of 7 breaks.
On the other hand, in the example, at the stage of wire drawing by 3 kg (diameter of 80 μm and length of about 67 km), disconnection occurred once, but as a result of observing the fracture surface, undissolved Cr and Cr carbide were not confirmed. .
以上のことから、本発明によれば、未溶解Ｃｒ及びＣｒ炭化物の発生を抑制して、直径８０μｍ以下の極細線に加工する際における断線の発生回数を大幅に低減可能なＣｒ含有銅合金線を提供できることが確認された。 From the above, according to the present invention, the generation of undissolved Cr and Cr carbide is suppressed, and a Cr-containing copper alloy wire that can greatly reduce the number of occurrences of disconnection when processing into an ultrafine wire having a diameter of 80 μm or less. It was confirmed that we can provide.
Ｓ１ 溶銅生成工程
Ｓ３ Ｃｒ添加工程
Ｓ４ Ｚｒ添加工程
Ｓ５ 鋳造工程
S1 Molten copper production process S3 Cr addition process S4 Zr addition process S5 Casting process
Claims (6)
粒径５０μｍ以上の未溶解Ｃｒ及びＣｒ炭化物の個数が、３ｋｇ当たり２個以下であることを特徴とするＣｒ含有銅合金線。 A Cr-containing copper alloy wire used as a raw material when producing an ultrafine wire having a diameter of 80 μm or less,
A Cr-containing copper alloy wire, wherein the number of undissolved Cr and Cr carbide having a particle size of 50 μm or more is 2 or less per 3 kg.
Ｃｒを０．１質量％以上１．５質量％以下、Ｚｒを０．０１質量％以上０．１５質量％以下、残部がＣｕと不可避不純物からなる組成を有することを特徴とするＣｒ含有銅合金線。 The Cr-containing copper alloy wire according to claim 1,
Cr-containing copper alloy characterized by having a composition of 0.1 to 1.5% by mass of Cr, 0.01 to 0.15% by mass of Zr, and the balance of Cu and inevitable impurities line.
銅原料を溶解して溶銅を生成する溶銅生成工程と、前記溶銅中に金属Ｃｒを添加するＣｒ添加工程と、Ｃｒが添加された溶銅を鋳造する鋳造工程と、を有し、
前記Ｃｒ添加工程において添加される前記金属Ｃｒ中の炭素量が質量比で１５０ｐｐｍ以下とされていることを特徴とするＣｒ含有銅合金線の製造方法。 A method for producing a Cr-containing copper alloy wire used as a raw material when producing an ultrafine wire having a diameter of 80 μm or less,
A molten copper production step of dissolving the copper raw material to produce molten copper, a Cr addition step of adding metal Cr into the molten copper, and a casting step of casting the molten copper to which Cr is added,
A method for producing a Cr-containing copper alloy wire, wherein the carbon content in the Cr metal added in the Cr addition step is 150 ppm or less by mass ratio.
銅原料を溶解して溶銅を生成する溶銅生成工程と、前記溶銅中に金属Ｃｒを添加するＣｒ添加工程と、Ｃｒが添加された溶銅を鋳造する鋳造工程と、を有し、
前記Ｃｒ添加工程において添加される前記金属Ｃｒの粒径が１００ｍｅｓｈ以上５ｍｍ以下とされていることを特徴とするＣｒ含有銅合金線の製造方法。 A method for producing a Cr-containing copper alloy wire used as a raw material when producing an ultrafine wire having a diameter of 80 μm or less,
A molten copper production step of dissolving the copper raw material to produce molten copper, a Cr addition step of adding metal Cr into the molten copper, and a casting step of casting the molten copper to which Cr is added,
The method for producing a Cr-containing copper alloy wire, wherein a particle diameter of the metal Cr added in the Cr addition step is 100 mesh or more and 5 mm or less.
銅原料を溶解して溶銅を生成する溶銅生成工程と、前記溶銅中に金属Ｃｒを添加するＣｒ添加工程と、Ｃｒが添加された溶銅を鋳造する鋳造工程と、を有し、
前記Ｃｒ添加工程において添加される金属Ｃｒ中の炭素量が質量比で１５０ｐｐｍ以下とされ、前記金属Ｃｒの粒径が１００ｍｅｓｈ以上５ｍｍ以下とされていることを特徴とするＣｒ含有銅合金線の製造方法。 A method for producing a Cr-containing copper alloy wire used as a raw material when producing an ultrafine wire having a diameter of 80 μm or less,
A molten copper production step of dissolving the copper raw material to produce molten copper, a Cr addition step of adding metal Cr into the molten copper, and a casting step of casting the molten copper to which Cr is added,
Production of a Cr-containing copper alloy wire, wherein the amount of carbon in the metal Cr added in the Cr addition step is 150 ppm or less by mass ratio, and the particle size of the metal Cr is 100 mesh or more and 5 mm or less. Method.
前記溶銅中にＺｒを添加するＺｒ添加工程を備えていることを特徴とするＣｒ含有銅合金線の製造方法。 A method for producing a Cr-containing copper alloy wire according to any one of claims 3 to 5,
A method for producing a Cr-containing copper alloy wire, comprising a Zr addition step of adding Zr to the molten copper.
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