JP2012089384A - Coaxial cable and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、新規な同軸ケーブル及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a novel coaxial cable and a method for manufacturing the same.
最近の電子機器や自動車などの工業製品では、銅線も過酷に使われることが多い。これらのニーズに対処するために、連続鋳造圧延法などで製造でき、かつ導電性と伸び特性を純銅レベルに保持しつつ、強度を純銅よりも高めた希薄銅合金材料の開発が行われている。 In recent industrial products such as electronic devices and automobiles, copper wires are often used severely. In order to address these needs, a dilute copper alloy material that can be manufactured by a continuous casting and rolling method, etc., and has higher conductivity than pure copper while maintaining conductivity and elongation properties at pure copper level has been developed. .
希薄銅合金材料は、汎用の軟質銅線として、また、やわらかさが必要とされる軟質銅材として、導電率98%以上、更に102%以上の軟質導体が求められてきており、その用途としては、民生用太陽電池向け配線材、モーター用エナメル線用導体、200℃から700℃で使う高温用軟質銅材料、焼きなましが不要な溶融半田めっき材、熱伝導に優れた銅材料、高純度銅代替え材料としての使用が挙げられ、これら幅広いニーズに応えるものである。 As a dilute copper alloy material, as a general-purpose soft copper wire and a soft copper material that requires softness, a soft conductor having an electrical conductivity of 98% or more and further 102% or more has been demanded. Are: wiring materials for consumer solar cells, conductors for enameled wires for motors, soft copper materials for high temperatures used at 200 ° C to 700 ° C, molten solder plating materials that do not require annealing, copper materials with excellent thermal conductivity, high-purity copper It can be used as an alternative material and meets these broad needs.
希薄銅合金材料としての素材は、銅中の酸素を10mass ppm以下に制御する技術をベースに用いており、このベースの銅に、Tiなどの金属を微量添加して、原子状に固溶させることで、生産性が高く、導電率、軟化温度、表面品質に優れた希薄銅合金材料が得られることが期待されている。 The material used as a dilute copper alloy material is based on a technology that controls oxygen in copper to 10 mass ppm or less, and a small amount of metal such as Ti is added to the copper of this base to form an atomic solid solution. Thus, it is expected that a dilute copper alloy material having high productivity and excellent conductivity, softening temperature and surface quality can be obtained.
従来、軟質化については、非特許文献1に示されるように、電解銅(99.996mass%以上)に、Tiを4〜28mol ppm添加した試料は、添加しないものに比べて、軟化が早く起こる結果が得られている。この原因はTiの硫化物形成による固溶Sの減少のためとしている。
Conventionally, as for softening, as shown in
特許文献1〜3では、連続鋳造装置において、無酸素銅に微量のTiを添加した希薄合金を連続鋳造にて製造することが提案されている。
ここで、連続鋳造圧延法で酸素を低くする方法は、特許文献4、5においても知られている。
Here, the method of making oxygen low by the continuous casting rolling method is also known in
特許文献6では、連続鋳造圧延法にて、銅溶湯から直接銅材を製造する際に、酸素量0.005質量%の銅以下の銅溶湯に、Ti、Zr、Vなどの金属を微量(0.0007〜0.005質量%)添加することで軟化温度を低下させることが提案されている。しかし、特許文献6では、導電率に関する検討はなされておらず導電率と軟化温度を両立する製造条件範囲は不明である。 In patent document 6, when manufacturing a copper material directly from a molten copper by a continuous casting and rolling method, a trace amount of metals such as Ti, Zr, and V is added to a molten copper having an oxygen content of 0.005% by mass or less. It has been proposed to lower the softening temperature by adding (0.0007 to 0.005 mass%). However, in Patent Document 6, the study on the electrical conductivity has not been made, and the manufacturing condition range in which the electrical conductivity and the softening temperature are compatible is unknown.
一方、特許文献7では、軟化温度が低く、かつ導電率の高い無酸素銅材の製造方法が提案されており、上方引き上げ連続鋳造装置にて、酸素量が0.0001質量%以下の無酸素銅に、Ti、Zr、Vなどの金属を微量(0.0007〜0.005質量%)添加した銅溶湯から銅材を製造する方法が提案されている。
On the other hand,
しかし、上述したように希薄銅合金材料のベース素材のように、酸素が微量含まれるもの、すなわち酸素濃度がppmオーダーで含まれるものに関しては、いずれの特許文献でも検討されていない。 However, as described above, none of the patent documents discusses a material containing a trace amount of oxygen, such as a base material of a diluted copper alloy material, that is, a material containing an oxygen concentration in the order of ppm.
従来、高周波帯に使用される同軸ケーブルの外部導体には、従来1.5質量%錫-銅合金、あるいはTPCが使用されてきた。 Conventionally, 1.5 mass% tin-copper alloy or TPC has been used for the outer conductor of the coaxial cable used in the high frequency band.
一方で、1.5質量%%錫-銅合金、あるいはTPCを使用した外部導体では、ノイズ低減の面においては未だ充分とはいえず、導電率が低いため、高強度金属を適用した場合は、ケーブルから発せられるノイズや、外界からのノイズを吸収する能力が小さい。 On the other hand, the outer conductor using 1.5% by mass tin-copper alloy or TPC is still not sufficient in terms of noise reduction and has low conductivity. The ability to absorb noise from cables and noise from the outside world is small.
当業界では、低コストでありながら良好なノイズ低減の効果が得られる更なる高導電性の材料が求められていた。 In the industry, there has been a demand for a further highly conductive material that can obtain a good noise reduction effect at a low cost.
よって、生産性が高く、導電率、軟化温度、表面品質に優れ、実用的な希薄銅合金線とその組成の検討が望まれていた。 Accordingly, it has been desired to study a practical dilute copper alloy wire and its composition which has high productivity, excellent electrical conductivity, softening temperature and surface quality.
また、製造方法について検討すると、上述したように連続鋳造による無酸素銅にTiを添加して軟銅化する方法は知られているが、これはケークやビレットとして鋳造材を製造した後、熱間押出や熱間圧延を行ってワイヤロッドを作製している。そのため、製造コストが高く工業的に使うには経済性に問題があった。 Further, when considering the production method, as described above, there is known a method of adding Ti to oxygen-free copper by continuous casting to soften the copper, but this is a hot process after producing a cast material as a cake or billet. Wire rods are produced by extrusion and hot rolling. For this reason, the manufacturing cost is high, and there is a problem in economical efficiency for industrial use.
また、上方引き上げ連続鋳造装置にて、無酸素銅にTiを添加する方法が知られているが、これも生産速度が遅く経済性に問題があった。 In addition, a method of adding Ti to oxygen-free copper using an upward pulling continuous casting apparatus is known, but this also has a problem in terms of economy because of a slow production rate.
そこで、発明者らは、SCR連続鋳造圧延システム(South Continuous Rod System)にて希薄銅合金線を製造することを検討した。 Therefore, the inventors examined the production of a dilute copper alloy wire by an SCR continuous casting and rolling system (South Continuous Rod System).
SCR連続鋳造圧延法は、SCR連続鋳造圧延装置の溶解炉内で、ベース素材を溶解して溶湯とし、その溶湯に所望の金属を添加して溶解し、この溶湯を用いて荒引き線(例えば、直径φ8mm)を作製し、その荒引き線を、熱間圧延により例えば直径φ2.6mmに伸線加工するものである。またφ2.6mm以下のサイズ或いは板材、異形材にも同様に加工することができる。また、丸型線材を角状に或いは異形条に圧延しても有効である。また、鋳造材をコンフォーム押出成形し、異形材を製作することもできる。 In the SCR continuous casting and rolling method, a base material is melted into a molten metal in a melting furnace of an SCR continuous casting and rolling apparatus, and a desired metal is added to the molten metal to be melted. , Diameter φ8 mm), and the rough drawing wire is drawn to a diameter φ2.6 mm, for example, by hot rolling. Moreover, it can process similarly to the size below φ2.6mm, a board | plate material, and a deformed material. It is also effective to roll a round wire rod into a square shape or an irregular shape. Also, a deformed material can be produced by conform extrusion molding of a cast material.
本発明者等が検討した結果、SCR連続鋳造圧延を用いる場合、ベース素材としてのタフピッチ銅では表面傷が発生しやすく、添加条件により軟化温度の変動、チタン酸化物の形成状況が不安定であることがわかった。 As a result of investigations by the present inventors, when using SCR continuous casting and rolling, surface scratches are likely to occur in tough pitch copper as a base material, and the softening temperature variation and the formation state of titanium oxide are unstable depending on the addition conditions. I understood it.
また、0.0001質量%以下の無酸素銅を用いて検討すると、軟化温度と導電率、表面品質を満足する条件は極めて狭い範囲であった。また、軟化温度の低下に限界があり、より低い、高純度銅並みの軟化温度の低下が望まれた。 Further, when examined using oxygen-free copper of 0.0001% by mass or less, conditions satisfying the softening temperature, conductivity, and surface quality were in a very narrow range. Further, there is a limit to the decrease in softening temperature, and a lower softening temperature comparable to that of high-purity copper has been desired.
高周波同軸ケーブルに1.5質量%錫-銅合金又は純銅系のTPCを使用した場合は、導電率が低いため、高周波信号伝送を行う場合などのノイズ遮蔽性の点で未だ充分とはいえず、低コストとノイズ遮蔽性が両立できないない。 When 1.5 mass% tin-copper alloy or pure copper-based TPC is used for the high-frequency coaxial cable, the electrical conductivity is low, so it is still not sufficient in terms of noise shielding when performing high-frequency signal transmission. Low cost and noise shielding are not compatible.
そして、導電性を向上すると考えると、OFCや6N−OFCを使用することも考えられるが、これらの材料はSCR(連続鋳造圧延装置)などの汎用の装置を用いて連続生産には不向きであり、高いノイズ遮蔽性を有しながら、低コストでの導体の開発が必要であった。 And considering that the conductivity is improved, it is possible to use OFC or 6N-OFC, but these materials are not suitable for continuous production using general-purpose equipment such as SCR (continuous casting and rolling equipment). Therefore, it was necessary to develop a conductor at a low cost while having a high noise shielding property.
本発明の目的は、低コストでありながら高い導電性を備え、高いノイズ遮蔽性を有する同軸ケーブルとその製造方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a coaxial cable having a high noise shielding property and a high-noise shielding property and a manufacturing method thereof at a low cost.
本発明は、中心導体と、その外周に被覆された絶縁層と、該絶縁層の外周に複数本の外部導体を巻回又は編組し、前記外部導体の外周に被覆されたジャケット層を有する同軸ケーブルにおいて、前記外部導体は、2mass ppm越える量の酸素を含有し、残部が不可避的不純物及び銅からなり、その導電率が101.5%以上であり、Mg、Zr、Nb、Ca、V、Ni、Mn、Ti及びCrからなる群から選択された添加元素を含有することを特徴とする。 The present invention provides a coaxial conductor having a central conductor, an insulating layer coated on the outer periphery thereof, a plurality of outer conductors wound or braided on the outer periphery of the insulating layer, and a jacket layer coated on the outer periphery of the outer conductor. In the cable, the outer conductor contains oxygen in an amount exceeding 2 mass ppm, the balance is made of inevitable impurities and copper, and the conductivity is 101.5% or more, and Mg, Zr, Nb, Ca, V, An additive element selected from the group consisting of Ni, Mn, Ti and Cr is contained.
前記添加元素として、Tiを4〜25mass ppm含むと共に、硫黄を3〜12mass ppm含むこと、前記硫黄とTiとは、主に、TiO、TiO2、TiS及びTi−O−Sの形で化合物又は凝集物を形成し、少量の前記硫黄とTiとが前記希薄銅合金材料中に固溶していること、更に、前記化合物又は凝集物の粒径は、前記TiOが200nm以下、前記TiO2が1000nm以下、前記TiSが200nm以下及びTi−O−Sが300nm以下であり、且つ、前記希薄銅合金材料の結晶粒内に分布し、500nm以下の粒子が90%以上であることが好ましい。 The additive element contains 4 to 25 mass ppm of Ti and 3 to 12 mass ppm of sulfur. The sulfur and Ti are mainly compounds in the form of TiO, TiO 2 , TiS, and Ti—O—S. An aggregate is formed, and a small amount of the sulfur and Ti are dissolved in the diluted copper alloy material. Further, the particle size of the compound or aggregate is such that the TiO is 200 nm or less and the TiO 2 is It is preferable that 1000 nm or less, the TiS is 200 nm or less, and the Ti—O—S is 300 nm or less, are distributed in the crystal grains of the diluted copper alloy material, and the particles of 500 nm or less are 90% or more.
添加元素として、Mg、Zr、Nb、Ca、V、Ni、Mn、Ti及びCrからなる群から選択されたされたものを選んだ理由は、これらの元素は他の元素と結合しやすい活性元素であり、Sと結合しやすいためSをトラップすることができ、銅母材(マトリクス)を高純度化することができるためである。添加元素は1種以上含まれていてもよい。また、合金の性質に悪影響を及ぼすことのないその他の元素および不純物を合金に含有させることもできる。 The reason why the element selected from the group consisting of Mg, Zr, Nb, Ca, V, Ni, Mn, Ti and Cr was selected as the additive element is that these elements are easily combined with other elements. This is because S can be trapped because it is easily combined with S, and the copper base material (matrix) can be highly purified. One or more additive elements may be included. Also, other elements and impurities that do not adversely affect the properties of the alloy can be included in the alloy.
また、以下に説明する好適な実施の形態においては、酸素含有量が2を超え30mass ppm以下が良好であることを説明しているが、添加元素の添加量およびSの含有量によっては、合金の性質を備える範囲において、2を超え400mass ppmを含むことができる。 Further, in the preferred embodiment described below, it is described that the oxygen content is more than 2 and not more than 30 mass ppm, but depending on the addition amount of the additive element and the S content, In the range having the property of, it is possible to include more than 2 and 400 mass ppm.
本発明は、中心導体の外周に絶縁体を施す工程と、2mass ppmを越える量の酸素を含有し、Mg、Zr、Nb、Ca、V、Ni、Mn、Ti及びCrからなる群から選択された添加元素を含む希薄銅合金材料を、SCR連続鋳造圧延により、溶湯を注湯して鋳造材を形成し、該鋳造材からワイヤロッドを作製し、該ワイヤロッドを熱間圧延後、伸線して外部導体を形成する工程と、前記絶縁体の外周に前記外部導体の複数本を巻回又は編組する工程と、前記外部導体の外周に樹脂からなるジャケット層を施す工程とを備えることを特徴とする同軸ケーブルの製造方法にある。 The present invention includes a step of applying an insulator to the outer periphery of the central conductor and oxygen in an amount exceeding 2 mass ppm, and is selected from the group consisting of Mg, Zr, Nb, Ca, V, Ni, Mn, Ti, and Cr A dilute copper alloy material containing the added element is poured into a molten metal by SCR continuous casting and rolling to form a cast material, a wire rod is produced from the cast material, the wire rod is hot-rolled, and then drawn. Forming an outer conductor, winding or braiding a plurality of outer conductors on the outer periphery of the insulator, and applying a resin jacket layer on the outer conductor. It is in the manufacturing method of the coaxial cable characterized.
前記添加元素としてTiを4〜25mass ppm含むと共に、3〜12mass ppmの硫黄を含み、残部が不可避的不純物及び銅である銅合金からなること、前記SCR連続鋳造圧延における溶銅温度が1100℃〜1320℃であり、前記熱間圧延における最初の圧延ロールでの温度が880℃以下、最終圧延ロールでの温度が550℃以上の条件で熱間圧延すること、更に、前記外部導体は、その導電率が101.5%IACS以上であることが好ましい。 The additive element contains 4 to 25 mass ppm of Ti, 3 to 12 mass ppm of sulfur, and the remainder is made of a copper alloy with inevitable impurities and copper, and the molten copper temperature in the SCR continuous casting rolling is 1100 ° C. to 1320 ° C., hot rolling under conditions where the temperature at the first rolling roll in the hot rolling is 880 ° C. or lower and the temperature at the final rolling roll is 550 ° C. or higher, and the outer conductor is electrically conductive The rate is preferably 101.5% IACS or higher.
本発明は、中心導体の外周に絶縁体を施す工程と、2mass ppmを越える量の酸素を含有し、Mg、Zr、Nb、Ca、V、Ni、Mn、Ti及びCrからなる群から選択された添加元素を含む希薄銅合金材料を、SCR連続鋳造圧延により、1100〜1320℃の溶銅温度の溶湯を注湯して鋳造材を形成し、この鋳造材からワイヤロッドを作製し、その後前述と同様に製造する同軸ケーブルの製造方法にある。 The present invention includes a step of applying an insulator to the outer periphery of the central conductor and oxygen in an amount exceeding 2 mass ppm, and is selected from the group consisting of Mg, Zr, Nb, Ca, V, Ni, Mn, Ti, and Cr A dilute copper alloy material containing the added elements is poured into a molten metal at a temperature of 1100 to 1320 ° C. by SCR continuous casting and rolling to form a cast material. It is in the manufacturing method of the coaxial cable manufactured similarly.
本発明は、1本又は複数本の銅合金からなる中心導体に、PFA(ポリテトラフルオロエチレンの4フッ化エチレン樹脂)等で被覆された絶縁体を有し、前記絶縁体の外周に銅又は銅合金からなる外部導体を有し、前記外部導体の外周にPFA等で被覆されたジャケットを有する同軸線であって、前記外部導体に、表面に微細結晶層を有する銅合金HIFCを使用することを特徴とする同軸線にある。 The present invention has an insulator coated with PFA (polytetrafluoroethylene tetrafluoroethylene resin) or the like on a central conductor made of one or a plurality of copper alloys, and the outer periphery of the insulator is made of copper or copper. A coaxial wire having an outer conductor made of a copper alloy and having a jacket coated with PFA or the like on the outer periphery of the outer conductor, and a copper alloy HIFC having a fine crystal layer on the surface is used as the outer conductor. The coaxial line is characterized by
中心導体は、Cu−Sn−In合金(Cu−Sn0.19質量%−In0.19質量%)のような強度の高い銅合金を使用でき、中心導体の本数は6〜8本程度のものを使用できる。 The central conductor can use a copper alloy having high strength such as a Cu-Sn-In alloy (Cu-Sn 0.19 mass% -In0.19 mass%), and the number of central conductors is about 6-8. Can be used.
絶縁体及びジャッケットは、ふっ素樹脂、具体的には、FEP(テトラフルオロエチレンとヘキサフルオロプロピレンの共同合体したフッ素樹脂)、PFAなどを使用することができる。 As the insulator and the jacket, fluorine resin, specifically, FEP (fluorine resin in which tetrafluoroethylene and hexafluoropropylene are combined), PFA, or the like can be used.
外部導体は、横巻シールドタイプを使用することができる。外部導体の素線径は、絶縁体の3〜30%程度のものを使用できる。 As the outer conductor, a horizontal winding shield type can be used. The wire diameter of the outer conductor can be about 3 to 30% of the insulator.
本発明に係る希薄銅合金材料は、不可避的不純物を含む純銅に、2〜12mass ppmの硫黄と2〜30mass ppmの酸素とTiを4〜37mass ppm含む希薄銅合金材料を素材として、ワイヤロッドを作製し、そのワイヤロッドを伸線加工したときの導電率が100%IACS以上であり、かつ軟化温度がφ2.6mmサイズで130℃〜148℃であることが好ましい。 The dilute copper alloy material according to the present invention is made of pure copper containing inevitable impurities, dilute copper alloy material containing 2 to 12 mass ppm of sulfur, 2 to 30 mass ppm of oxygen and Ti of 4 to 37 mass ppm. It is preferable that the conductivity when the wire rod is manufactured and drawn is 100% IACS or more and the softening temperature is 130 to 148 ° C. with a φ2.6 mm size.
本発明に係る希薄銅合金材料は、不可避的不純物を含む純銅に、3〜12mass ppmの硫黄と2mass ppmを越え30mass ppm以下の酸素とTiを4〜25mass ppm含む希薄銅合金材料を素材として、ワイヤロッドを作製し、そのワイヤロッドを伸線加工したときの導電率が102%IACS以上であり、かつ軟化温度がφ2.6mmサイズで130℃〜148℃であることが好ましい。 The diluted copper alloy material according to the present invention is made of pure copper containing inevitable impurities, diluted copper alloy material containing 3 to 12 mass ppm of sulfur, 2 mass ppm and oxygen of 30 mass ppm or less and Ti of 4 to 25 mass ppm. It is preferable that the conductivity when the wire rod is manufactured and the wire rod is drawn is 102% IACS or more, and the softening temperature is 130 ° C. to 148 ° C. with a φ2.6 mm size.
本発明に係る希薄銅合金材料は、前記合金線の表面にめっき層を形成することが好ましい。 The diluted copper alloy material according to the present invention preferably forms a plating layer on the surface of the alloy wire.
本発明の中心導体は、複数本撚り合わせたものが好ましい。 The center conductor of the present invention is preferably a plurality of twisted wires.
前述に記載の希薄銅合金線又は希薄銅合金撚線の周りに、絶縁層を設けたケーブルとすることができる。 It can be set as the cable which provided the insulating layer around the diluted copper alloy wire or the diluted copper alloy twisted wire described above.
本発明は、前述に記載の希薄銅合金線を複数本撚り合わせて中心導体とし、前記中心導体の外周に絶縁体被覆を形成し、前記絶縁体被覆の外周に銅又は銅合金からなる外部導体を配置し、その外周にジャケット層を設けた同軸ケーブルにある。 The present invention provides a central conductor formed by twisting a plurality of the diluted copper alloy wires described above, forming an insulator coating on the outer periphery of the center conductor, and an outer conductor made of copper or a copper alloy on the outer periphery of the insulator coating And a coaxial cable provided with a jacket layer on the outer periphery thereof.
本発明に係る前述の同軸ケーブルの複数本をシールド層内に配置し、前記シールド層の外周にシースを設けた複合ケーブルとすることができる。 A plurality of the above-described coaxial cables according to the present invention can be arranged in a shield layer, and a composite cable in which a sheath is provided on the outer periphery of the shield layer can be obtained.
本発明は、前述に記載の希薄銅合金材料を、SCR連続鋳造圧延により、1100℃以上1320℃以下の鋳造温度で溶湯とし、加工度90%(30mm)〜99.8%(5mm)でワイヤロッドを作製し、そのワイヤロッドを熱間圧延で希薄銅合金線とすることが好ましい。 In the present invention, the dilute copper alloy material described above is made into a molten metal at a casting temperature of 1100 ° C. or higher and 1320 ° C. or lower by SCR continuous casting and rolling, and the wire has a workability of 90% (30 mm) to 99.8% (5 mm). It is preferable to prepare a rod and make the wire rod into a dilute copper alloy wire by hot rolling.
本発明における熱間圧延温度は、最初の圧延ロールでの温度が880℃以下、最終圧延ロールでの温度が550℃以上とすることが好ましい。 The hot rolling temperature in the present invention is preferably such that the temperature at the first rolling roll is 880 ° C. or lower and the temperature at the final rolling roll is 550 ° C. or higher.
本発明に係る希薄銅合金材料のベースとなる銅は、シャフト炉で溶解の後、還元ガス(CO)雰囲気シールド等の還元システムの下で、希薄合金の構成元素の硫黄濃度、Ti濃度、酸素濃度を制御して鋳造した後、圧延によって合金線とすることが好ましい。 Copper, which is the base of the diluted copper alloy material according to the present invention, is dissolved in a shaft furnace and then subjected to a sulfur gas, a Ti concentration, an oxygen concentration of a diluted alloy under a reducing system such as a reducing gas (CO) atmosphere shield. After casting while controlling the concentration, it is preferable to form an alloy wire by rolling.
本発明に係る希薄銅合金材料を、双ロール式連続鋳造圧延法及びプロペルチ式連続鋳造圧延法により、鋳造温度を1100℃以上1320℃以下として、ワイヤロッドを作製し、そのワイヤロッドを、熱間圧延しかつその熱間圧延温度が、最初の圧延ロールでの温度が880℃以下、最終圧延ロールでの温度が550℃以上とで熱間圧延することが好ましい。 A dilute copper alloy material according to the present invention is manufactured by a twin roll type continuous casting and rolling method and a Properti type continuous casting and rolling method at a casting temperature of 1100 ° C. or higher and 1320 ° C. or lower to produce a wire rod. It is preferable to perform hot rolling at a temperature of 880 ° C. or lower at the first rolling roll and a temperature of 550 ° C. or higher at the final rolling roll.
本発明に係る希薄銅合金材料のベースとなる銅は、シャフト炉で溶解の後、還元状態の樋となるように制御した、すなわち還元ガス(CO)雰囲気シールド等の還元システムの下で、希薄合金の構成元素の硫黄濃度、Ti濃度、酸素濃度を制御して鋳造し、圧延することが好ましい。 The copper used as the base of the diluted copper alloy material according to the present invention is controlled in a reduced state after being dissolved in the shaft furnace, that is, diluted under a reducing system such as a reducing gas (CO) atmosphere shield. It is preferable to cast and roll by controlling the sulfur concentration, Ti concentration and oxygen concentration of the constituent elements of the alloy.
以下、本発明の好適な一実施の形態を詳述する。 Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail.
先ず、本発明においては、導電率101.5%IACS(万国標準軟銅(International Anneld Copper Standard)抵抗率1.7241×10-8Ωmを100%とした導電率)を満足する軟質型銅材としての軟質希薄銅合金材料を得ることにある。また、副次的な目的は、その希薄銅合金材料として、SCR連続鋳造設備を用い、表面傷が少なく、製造範囲が広く、安定生産が可能である。また、ワイヤロッドに対する加工度90%(例えばφ8mm→φ2.6mm)での軟化温度が148℃以下とする材料の開発にある。 First, in the present invention, as a soft type copper material satisfying an electrical conductivity of 101.5% IACS (conductivity with a universal annealed copper standard resistivity of 1.7241 × 10 −8 Ωm as 100%) It is to obtain a soft dilute copper alloy material. Further, a secondary purpose is to use SCR continuous casting equipment as the diluted copper alloy material, with few surface scratches, a wide manufacturing range, and stable production. Also, there is a development of a material having a softening temperature of 148 ° C. or less at a processing degree of 90% (for example, φ8 mm → φ2.6 mm) for the wire rod.
高純度銅(6N、純度99.9999%)は、加工度90%での軟化温度は130℃である。したがって安定生産が可能な130℃以上で148℃以下の軟化温度で軟質材の導電率が101.5%IACS以上である軟質銅を安定して製造できる軟質希薄銅合金材料としての素材とその製造条件を求めることを検討した。 High purity copper (6N, purity 99.9999%) has a softening temperature of 130 ° C. at a workability of 90%. Accordingly, a raw material as a soft dilute copper alloy material capable of stably producing soft copper having a soft material having a conductivity of 101.5% IACS or more at a softening temperature of 130 ° C. or more and 148 ° C. or less capable of stable production and its production We examined to obtain the conditions.
ここで、酸素濃度1〜2mass ppmの高純度銅(4N)を用い、実験室にて小型連続鋳造機(小型連鋳機)を用いて、溶湯にチタンを数mass ppm添加した溶湯から製造した直径φ8mmのワイヤロッドを直径φ2.6mm(加工度90%)にして軟化温度を測ると160〜168℃であり、これ以上低い軟化温度にはならない。また、導電率は、101.7%IACS程度である。よって、酸素濃度を低くして、Tiを添加しても、軟化温度を下げることができず、また高純度銅(6N)の導電率102.8%IACSよりも悪くなることがわかった。 Here, high purity copper (4N) having an oxygen concentration of 1 to 2 mass ppm was used, and a small continuous casting machine (small continuous casting machine) was used in a laboratory, and the molten metal was manufactured from a molten metal with several mass ppm added to the molten metal. When a softening temperature is measured with a wire rod having a diameter of φ8 mm and a diameter of φ2.6 mm (working degree of 90%), the softening temperature is 160 to 168 ° C., and the softening temperature is not further lowered. The conductivity is about 101.7% IACS. Therefore, it was found that even when Ti was added at a low oxygen concentration, the softening temperature could not be lowered, and the electrical conductivity of high purity copper (6N) was worse than 102.8% IACS.
この原因は、溶湯の製造中に不可避的不純物として、硫黄を数mass ppm以上含み、この硫黄とチタンとでTiS等の硫化物が十分形成されないために、軟化温度が下がらないものと推測される。 The reason for this is that sulfur is contained in several mass ppm or more as an unavoidable impurity during the production of molten metal, and sulphide such as TiS is not sufficiently formed between this sulfur and titanium, so that the softening temperature is not lowered. .
そこで、本発明では、軟化温度を下げることと、導電率を向上させるために、2つの方策を検討し、2つの効果を合わせることで目標を達成した。
(a)素材の酸素濃度を2mass ppmを越える量に増やしてチタンを添加する。これにより、先ず溶銅中ではTiSとチタン酸化物(TiO2)やTi−O−S粒子が形成されると考えられる(図1、図3のSEM像と図2、図4の分析結果参照)。なお、図2、図4、図6において、PtおよびPdは観察のための蒸着元素である。
(b)次に、熱間圧延温度を、通常の銅の製造条件(最初の圧延ロールによる温度950℃以下、最後の圧延ロールによる温度600℃以上)よりも低く設定(最初の圧延ロールによる温度880℃以下、最後の圧延ロールによる温度550℃以上)することで、銅中に転位を導入し、Sが析出し易いようにする。これによって転位上へのSの析出又はチタンの酸化物(TiO2)を核としてSを析出させ、その一例として溶銅と同様Ti−O−S粒子等を形成させる(図5のSEM像と、図6の分析結果参照)。
Therefore, in the present invention, in order to lower the softening temperature and improve the electrical conductivity, the two measures have been studied and the two effects have been combined to achieve the goal.
(A) The oxygen concentration of the material is increased to an amount exceeding 2 mass ppm and titanium is added. Thereby, it is considered that TiS and titanium oxide (TiO 2 ) and Ti—O—S particles are first formed in the molten copper (see the SEM images in FIGS. 1 and 3 and the analysis results in FIGS. 2 and 4). ). In FIGS. 2, 4, and 6, Pt and Pd are vapor deposition elements for observation.
(B) Next, the hot rolling temperature is set lower than the normal copper production conditions (temperature of the first rolling roll is 950 ° C. or lower, temperature of the final rolling roll is 600 ° C. or higher) (temperature of the first rolling roll) 880 ° C. or lower, temperature of 550 ° C. or higher by the last rolling roll), thereby introducing dislocations in the copper so that S is easily precipitated. As a result, precipitation of S on the dislocations or precipitation of S using titanium oxide (TiO 2 ) as a nucleus, and as an example, Ti—O—S particles and the like are formed as in the case of molten copper (the SEM image of FIG. 5). FIG. 6 shows the analysis result).
図1〜6は、表1の実施例1の上から三段目に示す酸素濃度、硫黄濃度、Ti濃度をもつφ8mmの銅線(ワイヤロッド)の横断面をSEM観察及びEDX分析にて評価したである。観察条件は、加速電圧15keV、エミッション電流10μAとした。 FIGS. 1-6 evaluate the cross section of φ8 mm copper wire (wire rod) having the oxygen concentration, sulfur concentration, and Ti concentration shown in the third row from the top in Example 1 of Table 1 by SEM observation and EDX analysis. It was. The observation conditions were an acceleration voltage of 15 keV and an emission current of 10 μA.
(a)と(b)により、銅中の硫黄が晶出と析出を行い、冷間伸線加工後に軟化温度と導電率を満足する銅ワイヤロッドができる。 According to (a) and (b), sulfur in copper crystallizes and precipitates, and a copper wire rod that satisfies the softening temperature and conductivity after cold wire drawing can be obtained.
次に、本発明では、SCR連続鋳造設備で製造条件として(1)〜(3)とするのが好ましい。
(1)合金組成について
本発明においては、2mass ppm越える量の酸素を含有し、残部が不可避的不純物及び銅からなり、Mg、Zr、Nb、Ca、V、Ni、Mn、Ti及びCrからなる群から選択された添加元素を含有することを特徴とし、その導電率が101.5%以上であり、前記添加元素として、Tiを4〜25mass ppm含むと共に、硫黄を3〜12mass ppm含むことが好ましい。
Next, in this invention, it is preferable to set it as (1)-(3) as manufacturing conditions with SCR continuous casting equipment.
(1) Alloy composition In the present invention, it contains oxygen in an amount exceeding 2 mass ppm, and the balance consists of inevitable impurities and copper, and consists of Mg, Zr, Nb, Ca, V, Ni, Mn, Ti, and Cr. It is characterized by containing an additive element selected from the group, and its conductivity is 101.5% or more, and as the additive element, Ti contains 4-25 mass ppm and sulfur contains 3-12 mass ppm. preferable.
本発明においては、不可避的不純物を含む純銅に3〜12mass ppmの硫黄と、2mass ppmを越え30mass ppm以下の酸素と、Tiを4〜25mass ppm含む軟質希薄銅合金材料でワイヤロッドとするのがよい。導電率が101.5%IACS以上の軟質銅材を得る場合、Tiは4〜25mass ppmである。 In the present invention, the wire rod is made of pure dilute copper containing unavoidable impurities, 3 to 12 mass ppm of sulfur, oxygen of more than 2 mass ppm and less than or equal to 30 mass ppm, and soft dilute copper alloy material containing 4 to 25 mass ppm of Ti. Good. When obtaining the soft copper material whose electrical conductivity is 101.5% IACS or more, Ti is 4-25 mass ppm.
通常、純銅の工業的製造において、電気銅を製造する際に、硫黄が銅中に取り込まれてしまうため、硫黄を3mass ppm以下とするのは難しい。汎用電気銅の硫黄濃度上限は12mass ppmである。
Usually, in the industrial production of pure copper, sulfur is taken into copper when producing electrolytic copper, so it is difficult to make
制御する酸素は、上述したように、少ないと軟化温度が下がり難いので2mass ppmを越える量とする。また酸素が多すぎると、熱間圧延工程で、表面傷が出やすくなるので30mass ppm以下とする。
(2)分散物質について
分散粒子のサイズは小さく沢山分布することが望ましい。その理由は、硫黄の析出サイトとして働くためサイズが小さく数が多いことが要求される。
As described above, if the amount of oxygen to be controlled is small, the softening temperature is difficult to decrease, so the amount exceeds 2 mass ppm. Further, if there is too much oxygen, surface scratches are likely to occur in the hot rolling process, so it is set to 30 mass ppm or less.
(2) Dispersed material It is desirable that the dispersed particles have a small size and are distributed in large numbers. The reason is that the size is small and the number is large because it functions as a sulfur deposition site.
本発明に係る軟質希薄銅合金材料中の硫黄及びチタンは、TiO、TiO2、TiS、Ti−O−Sの形で化合物または、凝集物を形成し、残りのTiとSが固溶体の形で存在している。TiOのサイズが200nm以下、TiO2は1000nm以下、TiSは200nm以下、Ti−O−Sは300nm以下で結晶粒内に分布していることが好ましい。結晶粒とは、銅の結晶組織のことを意味する。 Sulfur and titanium in the soft diluted copper alloy material according to the present invention form compounds or aggregates in the form of TiO, TiO 2 , TiS, Ti—O—S, and the remaining Ti and S are in the form of a solid solution. Existing. It is preferable that the size of TiO is 200 nm or less, TiO 2 is 1000 nm or less, TiS is 200 nm or less, and Ti—O—S is 300 nm or less and distributed in the crystal grains. A crystal grain means the crystal structure of copper.
但し、鋳造時の溶銅の保持時間や冷却状況により、形成される粒子サイズが変わるので鋳造条件の設定も必要である。
(3)鋳造条件について
SCR連続鋳造圧延により、鋳塊ロッドの加工度が90%(30mm)〜99.8%(5mm)でワイヤロッドを造る、一例として、加工度99.3%でφ8mmワイヤロッドを造る方法を用いる。
(a)溶解炉内での溶銅温度は、1100℃以上1320℃以下とするのが好ましい。溶銅の温度が高いとブローホールが多くなり、傷が発生するとともに粒子サイズが大きくなる傾向にあるので1320℃以下とする。1100℃以上としたのは、銅が固まりやすく製造が安定しないためであるが、溶銅温度は、出来るだけ低い温度が望ましい。
(b)熱間圧延温度は、最初の圧延ロールでの温度が880℃以下、最終圧延ロールでの温度が550℃以上とするのが好ましい。
However, since the size of the formed particles changes depending on the holding time of the molten copper during casting and the cooling condition, it is necessary to set casting conditions.
(3) Casting conditions By SCR continuous casting and rolling, a wire rod is manufactured with an ingot rod working degree of 90% (30 mm) to 99.8% (5 mm). As an example, a φ8 mm wire with a working degree of 99.3% The method of making a rod is used.
(A) It is preferable that the molten copper temperature in a melting furnace shall be 1100 degreeC or more and 1320 degrees C or less. When the temperature of the molten copper is high, blowholes increase, scratches are generated, and the particle size tends to increase. The reason why the temperature is set to 1100 ° C. or more is that copper is hardened and the production is not stable, but the molten copper temperature is preferably as low as possible.
(B) The hot rolling temperature is preferably 880 ° C. or less at the first rolling roll and 550 ° C. or more at the final rolling roll.
通常の純銅製造条件と異なり、溶銅中での硫黄の晶出と熱間圧延中の硫黄の析出が本発明の課題であるので、その駆動力である固溶限をより小さくするためには、溶銅温度と熱間圧延温度を(a)、(b)とするのがよい。 Unlike normal pure copper production conditions, crystallization of sulfur in molten copper and precipitation of sulfur during hot rolling are the subject of the present invention, so in order to reduce the solid solubility limit that is the driving force. The molten copper temperature and the hot rolling temperature are preferably (a) and (b).
通常の熱間圧延温度は、最初の圧延ロールでの温度が950℃以下、最終圧延ロールでの温度が600℃以上であるが、固溶限をより小さくするためには、本発明では、最初の圧延ロールでの温度が880℃以下、最終圧延ロールでの温度が550℃以上に設定するのがよい。 The normal hot rolling temperature is such that the temperature at the first rolling roll is 950 ° C. or lower and the temperature at the final rolling roll is 600 ° C. or higher. In order to reduce the solid solution limit, It is preferable to set the temperature of the first rolling roll to 880 ° C. or lower and the temperature of the final rolling roll to 550 ° C. or higher.
550℃以上にする理由は、この温度以下ではワイヤロッドの傷が多いので製品にならないためである。熱間圧延温度は、最初の圧延ロールでの温度が880℃以下、最終圧延ロールでの温度が550℃以上で、できるだけ低い方が望ましい。こうすることで、軟化温度(φ8〜φ2.6に加工後)が限りなく高純度銅(6N、軟化温度130℃)に近くなる。
(c)直径φ8mmサイズのワイヤロッドの導電率が101.5%IACS以上であり、冷間伸線加工後の線材(例えばφ2.6mm)の軟化温度が130℃〜148℃である軟質希薄銅合金線又は板状材料を得ることができる。
The reason why the temperature is set to 550 ° C. or higher is that the wire rod has many scratches below this temperature, so that the product is not manufactured. The hot rolling temperature is preferably as low as possible, with the temperature at the first rolling roll being 880 ° C. or lower and the temperature at the final rolling roll being 550 ° C. or higher. By doing so, the softening temperature (after processing to φ8 to φ2.6) is infinitely close to high-purity copper (6N, softening temperature 130 ° C.).
(C) Soft dilute copper in which the electrical conductivity of a wire rod having a diameter of φ8 mm is 101.5% IACS or more, and the softening temperature of a wire rod (for example, φ2.6 mm) after cold drawing is 130 ° C. to 148 ° C. An alloy wire or plate-like material can be obtained.
導電率は、無酸素銅のレベルで101.7%IACS程度であり、タフピッチ銅で101.2%IACS程度であり、高純度銅(6N)で102.8%IACSであるため、同軸ケーブル用の導体としては、低周波から高周波の電流を流すのに伝送ロスを少なくするためには、出来るだけ高純度銅(6N)に近い導電率であることが望ましく、101.5%IACS以上必要であり、軟化温度はその工業的価値から見て148℃以下である。Tiを添加しない場合は、160〜165℃である。高純度銅(6N)の軟化温度は127〜130℃であったので、得られたデータから限界値を130℃とする。このわずかな違いは、高純度銅(6N)にない不可避的不純物にある。 Conductivity is about 101.7% IACS at the level of oxygen-free copper, about 101.2% IACS for tough pitch copper, and 102.8% IACS for high-purity copper (6N). In order to reduce transmission loss when flowing a low-frequency to high-frequency current, it is desirable that the conductivity of the conductor be as close to high-purity copper (6N) as possible, and 101.5% IACS or more is necessary. The softening temperature is 148 ° C. or less in view of its industrial value. When Ti is not added, the temperature is 160 to 165 ° C. Since the softening temperature of high-purity copper (6N) was 127 to 130 ° C., the limit value is set to 130 ° C. from the obtained data. This slight difference is in inevitable impurities not found in high purity copper (6N).
銅は、シャフト炉で溶解の後、還元状態の樋になるように制御した、すなわち還元ガス(CO)雰囲気の下で、希薄合金の構成元素の硫黄濃度、Ti濃度、酸素濃度を制御して鋳造し、圧延するワイヤロッドを安定して製造する方法がよい。銅酸化物の混入や粒子サイズが大きいので品質を低下させる。
(4)添加物としてTiを選択する理由
(a)Tiは溶融銅の中で硫黄と結合し化合物を造りやすいためである。
(b)Zrなど他の添加金属に比べて加工でき扱いやすい。
(c)Nbなどに比べて安価である。
(d)酸化物を核として析出しやすいからである。
Copper was controlled to be in a reduced state after melting in the shaft furnace, that is, under the reducing gas (CO) atmosphere, the sulfur concentration, Ti concentration, and oxygen concentration of the constituent elements of the diluted alloy were controlled. A method of stably producing a wire rod to be cast and rolled is preferable. Since the copper oxide is mixed and the particle size is large, the quality is lowered.
(4) Reasons for selecting Ti as an additive (a) Ti is easily combined with sulfur in molten copper to form a compound.
(B) It can be processed and handled more easily than other additive metals such as Zr.
(C) It is less expensive than Nb or the like.
(D) It is because it is easy to precipitate using an oxide as a nucleus.
以上により、本発明に係る希薄銅合金材料は、溶融半田めっき材(線、板、箔)、エナメル線、軟質純銅、高導電率銅、やわらかい銅線として使用でき、焼鈍時のエネルギーを低減でき、生産性が高く、導電率、軟化温度、表面品質に優れた実用的な材料を得ることが可能となる。 As described above, the dilute copper alloy material according to the present invention can be used as a molten solder plating material (wire, plate, foil), enameled wire, soft pure copper, high conductivity copper, soft copper wire, and can reduce energy during annealing. Therefore, it is possible to obtain a practical material having high productivity and excellent conductivity, softening temperature and surface quality.
また、本発明に係る希薄銅合金線の表面には、めっき層を形成してもよい。めっき層としては、例えば、錫、ニッケル、銀を主成分とするものを適用可能であり、いわゆるPbフリーめっきを用いてもよい。同軸ケーブルの複数本をシールド層内に配置し、前記シールド層の外周にシースを設けた複合ケーブルとして使用することもできる。 Further, a plating layer may be formed on the surface of the diluted copper alloy wire according to the present invention. As the plating layer, for example, a layer mainly composed of tin, nickel, and silver is applicable, and so-called Pb-free plating may be used. A plurality of coaxial cables may be arranged in the shield layer and used as a composite cable in which a sheath is provided on the outer periphery of the shield layer.
また、上述の実施の形態では、SCR連続鋳造圧延法によりワイヤロッドを作製し、熱間圧延にて軟質材を作製する例で説明したが、本発明は、双ロール式連続鋳造圧延法またはプロペルチ式連続鋳造圧延法により製造することができる。 In the above-described embodiment, the wire rod is manufactured by the SCR continuous casting rolling method, and the soft material is manufactured by hot rolling. However, the present invention is not limited to the twin roll continuous casting rolling method or the proper perch. It can be manufactured by a continuous casting and rolling method.
本発明によれば、低コストでありながら高い導電性を備え、高いノイズ遮蔽性を有する同軸ケーブルとその製造方法及び同軸ケーブル用外部導体を提供できる優れた効果が発揮されるものである。 According to the present invention, it is possible to provide an excellent effect of providing a coaxial cable having a high conductivity and a high noise shielding property, a manufacturing method thereof, and an outer conductor for a coaxial cable at a low cost.
[実施形態1]
表1は、本実施形態における実験条件と結果に関するものである。
[Embodiment 1]
Table 1 relates to experimental conditions and results in the present embodiment.
酸素濃度は、酸素分析器(レコ(Leco;商標)酸素分析器)で測定した。硫黄、Tiの各濃度はICP発光分光分析器で分析した結果である。 The oxygen concentration was measured with an oxygen analyzer (Leco ™ oxygen analyzer). Each concentration of sulfur and Ti is the result of analysis with an ICP emission spectroscopic analyzer.
φ2.6mmのサイズにおける半軟化温度の測定は、400℃以下で各温度1時間の保持後、水中急冷し、引張試験を実施しその結果から求めた。室温での引張試験の結果と400℃で1時間のオイルバス熱処理した軟質銅線の引張試験の結果を用いて求めた。この2つの引張試験の引張強さを足して2で割った値を示す強度に対応する温度を半軟化温度と定義し求めた。 The measurement of the semi-softening temperature in the size of φ2.6 mm was obtained from the result of quenching in water after holding each temperature at 400 ° C. or less for 1 hour and conducting a tensile test. It calculated | required using the result of the tensile test at room temperature, and the result of the tensile test of the soft copper wire which carried out the oil bath heat treatment for 1 hour at 400 degreeC. The temperature corresponding to the strength showing the value obtained by adding the tensile strengths of these two tensile tests and dividing by 2 was defined as the semi-softening temperature.
分散粒子のサイズは小さく沢山分布することが望ましい。その理由は、硫黄の析出サイトとして働くためサイズが小さく数が多いことが要求される。すなわち直径500nm以下の分散粒子が90%以上である場合を合格とした。ここに「サイズ」とは化合物のサイズであり、化合物の形状の長径と短径のうちの長径のサイズを意味する。また、「粒子」とは前記TiO、TiO2、TiS、Ti−O−Sのことを示す。また、「90%」とは、全体の粒子数に対しての該当粒子数の割合を示すものである。 It is desirable that the dispersed particles have a small size and are distributed a lot. The reason is that the size is small and the number is large because it functions as a sulfur deposition site. That is, the case where the number of dispersed particles having a diameter of 500 nm or less was 90% or more was regarded as acceptable. Here, the “size” is the size of the compound and means the size of the major axis of the major axis and minor axis of the shape of the compound. Further, “particles” refer to the TiO, TiO 2 , TiS, and Ti—O—S. “90%” indicates the ratio of the number of corresponding particles to the total number of particles.
表1において、比較材1は、実験室でAr雰囲気において直径φ8mmの銅線を試作した結果であり、Tiを0〜18mass ppm添加したものである。
In Table 1, the
このTi添加で、Ti添加量ゼロの半軟化温度215℃に対して、13mass ppmは160℃まで低下して最小となり、15、18mass ppmの添加で高くなっており、要望の軟化温度148℃以下にはならなかった。また、導電率101.5%以上を満足していないため、総合評価は×であった。 With this Ti addition, 13 mass ppm decreases to 160 ° C. and becomes minimum with a semi-softening temperature of 215 ° C. when the Ti addition amount is zero, and increases with addition of 15, 18 mass ppm, and the desired softening temperature is 148 ° C. or less. Did not become. Moreover, since electrical conductivity 101.5% or more was not satisfied, comprehensive evaluation was x.
そこで、次にSCR連続鋳造圧延法にて、酸素濃度を7〜8mass ppmに調整してφ8mm銅線(ワイヤロッド)の試作を行った。 Therefore, a Ø8 mm copper wire (wire rod) was prototyped by adjusting the oxygen concentration to 7 to 8 mass ppm by the SCR continuous casting and rolling method.
比較材2は、SCR連続鋳造圧延法で試作した中でTi濃度の少ないもの(0,2mass ppm)であり、導電率は101.5%IACS以上であるが、半軟化温度が164,157℃であり、要求の148℃以下を満足しないので、総合評価で、×となった。
The
実施材1については、酸素濃度(7〜8mass ppm)と硫黄濃度(5mass ppm)がほぼ一定で、Ti濃度(4〜25mass ppm)が異なる試作材の結果である。
About
このTi濃度4〜55mass ppmの範囲では、軟化温度148℃以下であり、導電率も102%IACS以上であり、分散粒子サイズも500nm以下の粒子が90%以上であり良好である。そしてワイヤロッドの表面もきれいであり、いずれも製品性能として満足している(総合評価○)。 When the Ti concentration is in the range of 4 to 55 mass ppm, the softening temperature is 148 ° C. or lower, the conductivity is 102% IACS or higher, and the dispersed particle size is 500% or lower. And the surface of the wire rod is also clean, and all are satisfied as product performance (overall evaluation ○).
ここで、導電率101.5%IACS以上を満たすものは、Ti濃度が4〜25mass ppmのときである。Ti濃度が13mass ppmのとき導電率が最大値である102.4%IACSを示し、この濃度の周辺では、導電率は、僅かに低い値であった。これは、Tiが13mass ppmのときに、銅中の硫黄分を化合物として捕捉することで、高純度銅(6N)に近い導電率を示したためである。 Here, what satisfies the electrical conductivity of 101.5% IACS or more is when the Ti concentration is 4 to 25 mass ppm. When the Ti concentration was 13 mass ppm, the maximum conductivity was 102.4% IACS, and the conductivity was slightly lower in the vicinity of this concentration. This is because when Ti is 13 mass ppm, the sulfur content in copper is captured as a compound, thereby showing conductivity close to that of high-purity copper (6N).
よって、酸素濃度を高くし、Tiを添加することで、半軟化温度と導電率の双方を満足させることができる。 Therefore, both the semi-softening temperature and the conductivity can be satisfied by increasing the oxygen concentration and adding Ti.
比較材3は、Ti濃度が25massppmを超える試作材である。この比較材3は、半軟化温度は要望を満足しているが、導電率が101.5%IACSを下回っているため、総合評価は×であった。
The
比較材4は、Ti濃度を60mass ppmと高くした試作材である。この比較材3は、導電率は要望を満足しているが、半軟化温度は148℃以上であり、製品性能を満足していない。さらにワイヤロッドの表面傷も多い結果であり、製品にすることは難しかった。よって、Tiの添加量は60mass ppm未満がよい。
The comparative material 4 is a prototype material having a Ti concentration as high as 60 mass ppm. In this
次に、実施材2については、硫黄濃度を5mass ppmとし、Ti濃度を13〜10mass ppmとし、酸素濃度を変えて、酸素濃度の影響を検討した試作材である。
Next, the
酸素濃度に関しては、2mass ppmを越え30mass ppm以下まで、大きく濃度が異なる試作材とした。但し、酸素が2mass ppm未満は、生産が難しく安定した製造できないため、総合評価は△とした。また酸素濃度を30mass ppmと高くしても半軟化温度と導電率の双方を満足することがわかった。 With respect to the oxygen concentration, prototype materials having greatly different concentrations from 2 mass ppm to 30 mass ppm or less were used. However, when oxygen is less than 2 mass ppm, production is difficult and stable production cannot be performed, so the overall evaluation is Δ. It was also found that even when the oxygen concentration was increased to 30 mass ppm, both the semi-softening temperature and the conductivity were satisfied.
また、比較材5に示すように、酸素が40mass ppmの場合には、ワイヤロッド表面の傷が多く、製品にならない状況であった。
Moreover, as shown in the
よって、酸素濃度が2mass ppmを越え30mass ppm以下の範囲とすることで、半軟化温度、導電率101.5%IACS以上、分散粒子サイズいずれの特性も満足させることができ、またワイヤロッドの表面もきれいであり、いずれも製品性能を満足させることができる。 Therefore, by setting the oxygen concentration in the range of more than 2 mass ppm and not more than 30 mass ppm, the characteristics of semi-softening temperature, conductivity of 101.5% IACS or more, and dispersed particle size can be satisfied, and the surface of the wire rod Both are beautiful and can satisfy the product performance.
次に、実施材3は、それぞれ酸素濃度とTi濃度とを比較的同じ近い濃度とし、硫黄濃度を4〜20mass ppmと変えた試作材の例である。この実施材3においては、硫黄が2mass ppmより少ない試作材は、その原料面から実現できなかったが、Tiと硫黄の濃度を制御することで、半軟化温度と導電率の双方を満足させることができる。
Next, the
比較材6の硫黄濃度が18mass ppmで、Ti濃度が13mass ppmの場合には、半軟化温度が162℃で高く、必要特性を満足できなかった。また、特にワイヤロッドの表面品質が悪いので、製品化は難しかった。 When the sulfur concentration of the comparative material 6 was 18 mass ppm and the Ti concentration was 13 mass ppm, the semi-softening temperature was high at 162 ° C., and the required characteristics could not be satisfied. Moreover, since the surface quality of the wire rod was particularly poor, it was difficult to commercialize the product.
以上より、硫黄濃度が2〜12mass ppmの場合には、半軟化温度、導電率101.5%IACS以上、分散粒子サイズいずれの特性も満足しており、ワイヤロッドの表面もきれいですべての製品性能を満足することがわかった。 From the above, when the sulfur concentration is 2-12 mass ppm, the semi-softening temperature, the electrical conductivity of 101.5% IACS or more, and the dispersed particle size are satisfied, and the surface of the wire rod is clean and all products It was found that the performance was satisfied.
また、比較材7としてCu(6N)を用いた検討結果を示したが、半軟化温度127〜130℃であり、導電率も102.8%IACSであり、分散粒子サイズも、500nm以下の粒子はまったく認められなかった。
Moreover, although the examination result using Cu (6N) as the
比較材8は、溶銅温度が高めの1330〜1350℃で且つ圧延温度が950〜600℃でφ8mmのワイヤロッドを試作した結果を示したものである。 Comparative material 8 shows the result of trial manufacture of a wire rod of φ8 mm at a molten copper temperature of 1330 to 1350 ° C. and a rolling temperature of 950 to 600 ° C.
この比較材8は、半軟化温度と導電率は満足するものの、分散粒子のサイズに関しては、1000nm程度のものもあり、500nm以上の粒子も10%を超えていた。よってこれは不適とした。 Although this comparative material 8 was satisfactory in the semi-softening temperature and the electrical conductivity, some of the dispersed particles had a size of about 1000 nm, and the particles of 500 nm or more exceeded 10%. Therefore, this was inappropriate.
実施材4は、溶銅温度が1200〜1320℃で且つ圧延温度が低めの880〜550℃でφ8mmのワイヤロッドを試作した結果を示したものである。この実施材4については、ワイヤ表面品質、分散粒子サイズも良好で、総合評価は○であった。 The execution material 4 shows the result of trial manufacture of a φ8 mm wire rod at a molten copper temperature of 1200 to 1320 ° C. and a lower rolling temperature of 880 to 550 ° C. About this implementation material 4, the wire surface quality and the dispersed particle size were also good, and the overall evaluation was good.
比較材9は、溶銅温度が1100℃で且つ圧延温度が低めの880〜550℃でφ8mmのワイヤロッドを試作した結果を示したものである。この比較材8は、溶銅温度が低いため、ワイヤロッドの表面傷が多く製品には適さなかった。これは、溶銅温度が低いため、圧延時に傷が発生しやすいためである。 Comparative material 9 shows the result of trial manufacture of a wire rod of φ8 mm at a molten copper temperature of 1100 ° C. and a lower rolling temperature of 880 to 550 ° C. Since this comparative material 8 had a low molten copper temperature, the wire rod had many surface scratches and was not suitable for the product. This is because scratches are likely to occur during rolling because the molten copper temperature is low.
比較材10は、溶銅温度が1300℃で且つ圧延温度が高めの950〜600℃でφ8mmのワイヤロッドを試作した結果を示したものである。この比較材9は、熱間圧延温度が高いため、ワイヤロッドの表面品質が良いが、分散粒子サイズも大きなものがあり、総合評価は×となった。
比較材11は、溶銅温度が1350℃で且つ圧延温度が低めの880〜550℃でφ8mmのワイヤロッドを試作した結果を示したものである。この比較材10は、溶銅温度が高いため、分散粒子サイズが大きなものがあり、総合評価は×となった。
The comparative material 11 shows the result of trial manufacture of a wire rod of φ8 mm at a molten copper temperature of 1350 ° C. and a lower rolling temperature of 880 to 550 ° C. Since this
以上のように、本実施材によれば、同軸ケーブル用外部導体として、生産性が高く、導電率、軟化温度、表面品質に優れた実用的な希薄銅合金材料が得られるものである。 As described above, according to this embodiment, a practical dilute copper alloy material having high productivity and excellent electrical conductivity, softening temperature, and surface quality can be obtained as the outer conductor for coaxial cable.
しかし、いずれの比較材においては、同軸ケーブル用外部導体として、生産性が低く、導電率、軟化温度、表面品質が劣るもので実用的な希薄銅合金材料が得られなかった。
[実施形態2]
However, in any of the comparative materials, as a coaxial cable outer conductor, the productivity was low, and the conductivity, softening temperature, and surface quality were inferior, and a practical dilute copper alloy material could not be obtained.
[Embodiment 2]
図7は、本発明の同軸ケーブルの断面図である。中心導体に直径20μmの銀めっきCu−Sn−In合金素線を7本撚った撚り線を使用し、その外周に絶縁体として厚さ48μmのPFAを被覆し、その外周に外部導体として直径32μmの素線を18本左方向に巻付け又はその編組線を巻付け、さらにその外周に厚さ25μmでPFAを被覆した。 FIG. 7 is a cross-sectional view of the coaxial cable of the present invention. The center conductor is a twisted wire consisting of seven silver-plated Cu-Sn-In alloy strands with a diameter of 20 μm, the outer periphery is coated with 48 μm thick PFA as an insulator, and the outer periphery has a diameter as an outer conductor. 18 strands of 32 μm were wound leftward or their braided wires were wound, and the outer periphery thereof was covered with PFA at a thickness of 25 μm.
外部導体に使用する素線は、実施材1の上から3番目の合金組成のものを使用した。この製造方法は、溶銅温度1320℃で、且つ、圧延温度として最初の圧延ロールが880℃、最後の圧延ロールが550℃で、直径φ8mmのワイヤロッドを作成し、さらにこれを伸線加工して直径32μmとしたものである。
As the strand used for the outer conductor, the third alloy composition from the top of the
比較材12は、中心導体に直径20μmの銀めっきCu−Sn−In合金素線を7本撚った撚り線を使用し、その外周に絶縁体として厚さ48μmのPFAを被覆し、その外周に外部導体に直径32μmの1.5質量%錫-銅合金素線の18本を左方向に巻付け、さらにその外周に厚さ25μmでPFAを被覆した。 The comparison material 12 uses a twisted wire in which seven silver-plated Cu—Sn—In alloy wires having a diameter of 20 μm are twisted as the central conductor, and the outer periphery thereof is coated with 48 μm thick PFA as an insulator. The outer conductor was wound with 18 pieces of 1.5% by mass tin-copper alloy wire having a diameter of 32 μm in the left direction, and the outer periphery thereof was coated with PFA with a thickness of 25 μm.
比較材13は、中心導体に直径20μmの銀めっきCu−Sn−In合金素線を7本撚った撚り線を使用し、その外周に絶縁体として厚さ48μmのPFAを被覆し、その外周に外部導体に直径32μmの純度99.99質量%、他に酸素が約0.05質量%含まれたTPC(タフピッチ銅線)素線の18本を左方向に巻付け、さらにその外周に厚さ25μmでPFAを被覆した。 The comparison material 13 uses a twisted wire in which seven silver-plated Cu—Sn—In alloy strands having a diameter of 20 μm are twisted as the central conductor, and the outer periphery thereof is coated with 48 μm thick PFA as an insulator. Wound 18 pieces of TPC (tough pitch copper wire) wires with a diameter of 32.mu.m and a purity of 99.99% by mass on the outer conductor and about 0.05% by mass of oxygen in the left direction. PFA was coated at a thickness of 25 μm.
表3に示すように、本実施例は、比較例13と同等のシールド特性を有している上、屈曲回数では比較例12より劣るが、比較例13の倍近い値を有している。 As shown in Table 3, this example has a shield characteristic equivalent to that of Comparative Example 13 and is inferior to Comparative Example 12 in the number of bendings, but has a value nearly twice that of Comparative Example 13.
しかし、従来技術の比較材13の構造では屈曲回数が多いがシールド特性に劣っていた。又、従来技術の比較材13の構造ではシールド特性に優れるが屈曲特性で劣っていた。そして、いずれの比較材においても、低い導電性を有し、従って、ノイズ遮蔽性が低く、同軸ケーブルとして劣るものであった。 However, the structure of the comparative material 13 of the prior art has a large number of bendings but has poor shielding properties. In addition, the structure of the comparative material 13 of the prior art is superior in shielding characteristics but inferior in bending characteristics. And any comparative material has low electroconductivity, Therefore, noise shielding property was low, and it was inferior as a coaxial cable.
そして、本実施形態によれば、低コストでありながら高い導電性を備え、高いノイズ遮蔽性を有する同軸ケーブルとその製造方法及び同軸ケーブル用外部導体が得られる優れた効果が発揮されるものである。 And according to the present embodiment, the excellent effect of obtaining a coaxial cable having high conductivity while having a low cost and having a high noise shielding property, a manufacturing method thereof, and an outer conductor for the coaxial cable is exhibited. is there.
又、他の実施形態として、実施材1の他の合金、実施材2〜4の合金においても本実施形態と同様の合金組成を有するものですので、同様の特性が得られることは明らかなものである。
Further, as another embodiment, the other alloys of the
1・・・中心導体、2・・・絶縁層、3・・・外部導体、4・・・ジャケット層。
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記外部導体は、2mass ppm越える量の酸素を含有し、残部が不可避的不純物及び銅からなり、その導電率が101.5%以上であり、Mg、Zr、Nb、Ca、V、Ni、Mn、Ti及びCrからなる群から選択された添加元素を含有することを特徴とする同軸ケーブル。 In a coaxial cable having a central conductor, an insulating layer coated on the outer periphery thereof, and a plurality of outer conductors wound or braided on the outer periphery of the insulating layer, and having a jacket layer coated on the outer periphery of the outer conductor,
The outer conductor contains oxygen in an amount exceeding 2 mass ppm, the balance is inevitable impurities and copper, and the conductivity is 101.5% or more, and Mg, Zr, Nb, Ca, V, Ni, Mn A coaxial cable comprising an additive element selected from the group consisting of Ti and Cr.
2mass ppmを越える量の酸素を含有し、Mg、Zr、Nb、Ca、V、Ni、Mn、Ti及びCrからなる群から選択された添加元素を含む希薄銅合金材料を、SCR連続鋳造圧延により、溶湯を注湯して鋳造材を形成し、該鋳造材からワイヤロッドを作製し、該ワイヤロッドを熱間圧延後、伸線して外部導体を形成する工程と、
前記絶縁体の外周に前記外部導体の複数本を巻回又は編組する工程と、
前記外部導体の外周に樹脂からなるジャケット層を施す工程とを備えることを特徴とする同軸ケーブルの製造方法。 Applying an insulator to the outer periphery of the central conductor;
A dilute copper alloy material containing oxygen in an amount exceeding 2 mass ppm and containing an additive element selected from the group consisting of Mg, Zr, Nb, Ca, V, Ni, Mn, Ti and Cr is obtained by SCR continuous casting rolling. Casting a molten metal to form a cast material, producing a wire rod from the cast material, hot rolling the wire rod, and then drawing to form an external conductor;
Winding or braiding a plurality of outer conductors on the outer periphery of the insulator; and
And a step of applying a jacket layer made of a resin to the outer periphery of the outer conductor.
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