JP2015021138A - 銅−銀合金線の製造方法、及び銅−銀合金線 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】Cu−Ag合金線の製造方法は、(1)Agを0.5質量%以上15質量%以下含有し、残部がCu及び不可避的不純物からなる組成を有するCu−Ag合金を連続鋳造して、径が6mm以上40mm以下の鋳造線材を作製する連続鋳造工程と、(2)鋳造線材をコンフォーム押出して、径が3mm以上40mm以下の押出線材を作製するコンフォーム押出工程と、(3)押出線材に減面率が95%以上の冷間加工を施して、Cu−Ag合金線を作製する冷間加工工程と、を備える。
【選択図】なし
Description
[1]Agを0.5質量%以上15質量%以下含有し、残部がCu及び不可避的不純物からなる組成を有するCu−Ag合金を連続鋳造して、径が6mm以上40mm以下の鋳造線材を作製する連続鋳造工程。
[2]鋳造線材をコンフォーム押出して、径が3mm以上40mm以下の押出線材を作製するコンフォーム押出工程。
[3]押出線材に減面率が95%以上の冷間加工を施して、Cu−Ag合金線を作製する冷間加工工程。
本発明の実施形態の内容を列記して説明する。
[1]Agを0.5質量%以上15質量%以下含有し、残部がCu及び不可避的不純物からなる組成を有するCu−Ag合金を連続鋳造して、径が6mm以上40mm以下の鋳造線材を作製する連続鋳造工程。
[2]鋳造線材をコンフォーム押出して、径が3mm以上40mm以下の押出線材を作製するコンフォーム押出工程。
[3]押出線材に減面率が95%以上の冷間加工を施して、Cu−Ag合金線を作製する冷間加工工程。
本発明の実施形態の詳細を、以下に説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
Cu−Ag合金線を構成するCu−Ag合金は、基本的には、CuにAgを添加した二元系合金であり、Agを0.5質量%以上15質量%以下含有し、残部がCu及び不可避的不純物からなる組成を有する。Agの含有量が0.5質量%以上の場合、強度の向上効果が得られ易い。Agの含有量が15質量%以下の場合、導電率の低下とコストアップを抑制し易い。
連続鋳造工程は、Cu−Ag合金を溶解し、連続鋳造して鋳造線材を作製する。この工程では、径が6mm以上40mm以下の鋳造線材を作製することが好ましい。これにより、Agを晶出又は析出させ、Agの晶析出物を微細に分散させることができる。鋳造線材の径が6mm以上の場合、これより径が小さいものに比べて連続鋳造が行い易い。鋳造線材の径が40mm以下の場合、鋳造時の冷却速度を確保し易く、部分的に粗大なAgの晶析出物が生成され難く、強度の向上効果が得られ易い。また、鋳造線材の径が40mm以下であると、後工程のコンフォーム押出工程において鋳造線材にコンフォーム押出を行い易い。鋳造線材の断面形状は、例えば円形、楕円形又は矩形などの多角形でもよく、特に問わない。ここでいう「径が6mm以上40mm以下」とは、断面積が直径6mm〜40mmの円面積(約28mm2〜1257mm2)に相当するサイズのことである。連続鋳造には、公知の連続鋳造機を使用することができる。
コンフォーム押出工程は、Cu−Ag合金の鋳造線材をコンフォーム押出して押出線材を作製する。この工程では、径が3mm以上40mm以下の鋳造線材を作製することが好ましい。これにより、Agの固溶量を変化させずに、Agの晶析出物を分断して微細化すると共に、動的再結晶を発現させ母相の結晶粒を微細化することができる。押出線材の径が3mm以上40mm以下の場合、コンフォーム押出での減面率が大きくなり過ぎず、加工が行い易い。押出線材の径(断面積)は、加工性を考慮して、鋳造線材の径と同等以下とすることが好ましく、コンフォーム押出により押出線材の径を鋳造線材の径の半分程度とする場合は、1つの鋳造線材から2つの押出線材を取り出してもよい。押出線材の断面形状は、例えば円形、楕円形又は矩形などの多角形でもよく、特に問わない。ここでいう「径が3mm以上40mm以下」とは、断面積が直径3mm〜40mmの円面積(約7mm2〜1257mm2)に相当するサイズのことである。コンフォーム押出には、公知のコンフォーム押出機を使用することができる。
冷間加工工程は、Cu−Ag合金の押出線材に冷間加工を施してCu−Ag合金線を作製する。この工程では、冷間加工の減面率を95%以上とすることが好ましい。これにより、Agの晶析出物を繊維状に引き延ばすと共に、晶析出物の間隔を小さくできる。冷間加工工程での冷間加工は、所望の最終線径となるまで複数パスに分けて行ってもよく、この場合、トータルの減面率が95%以上となるように各パスの減面率を適宜調整するとよい。冷間加工の減面率が95%以上の場合、繊維状の晶析出物の間隔を十分に小さくでき、強度の向上効果が大きい。Cu−Ag合金線の形状は、例えば断面円形状の丸線や断面矩形状の平角線でもよく、特に問わない。また、Cu−Ag合金線の径は、例えば0.016mm以上0.2mm以下とすることが挙げられる。冷間加工としては、例えば冷間引抜(冷間伸線)や冷間圧延などが挙げられる。
中間熱処理工程は、コンフォーム押出工程の後、押出線材に中間熱処理を施す。この工程では、熱処理温度を400℃以上500℃以下、熱処理時間を0.5時間以上30時間以下とすることが好ましい。これにより、過飽和に固溶したAgを析出させ微細に分散させることができる。熱処理温度が400℃以上又は熱処理時間が0.5時間以上の場合、Agを十分に析出させ易い。一方、熱処理温度が500℃以下の場合、Agが再びCu中に固溶することを抑制し、Agの固溶量の増加を抑制し易い。熱処理時間が30時間以下の場合、母相の結晶粒の粗大化やコストアップを抑制し易い。また、熱処理時間が30時間を超えてもAgの析出量があまり増加せず、それ以上の効果が期待できない。
中間冷間加工工程は、中間熱処理工程の前に、押出線材に中間冷間加工を施す。この工程では、中間冷間加工の減面率を70%以上90%以下とすることが好ましい。これにより、押出線材に加工歪を導入して、後工程の中間熱処理工程において過飽和に固溶したAgの析出を促進させことができる。中間冷間加工工程での中間冷間加工は、押出線材が所定の径となるまで複数パスに分けて行ってもよく、この場合、トータルの減面率が70%以上90%以下となるように各パスの減面率を適宜調整するとよい。中間冷間加工の減面率が70%以上の場合、押出線材に加工歪を十分に導入することができ、Agの析出を促進させる効果が大きい。中間冷間加工の減面率が90%以下の場合、後工程の冷間加工工程において中間熱処理後の押出線材に対する冷間加工の減面率を確保し易い。中間冷間加工としては、例えば冷間引抜(冷間伸線)や冷間圧延などが挙げられる。
(試料1−1)
原料として、純度が99.99質量%以上で酸素濃度が質量割合で20ppm以下のCu(無酸素銅)と、純度が99.99質量%以上のAgとを用意した。そして、用意したCuにAgを添加して溶解し、Agを0.6質量%含有し、残部がCu及び不可避的不純物からなる組成を有するCu−Ag合金を横型連続鋳造機にて連続鋳造して、直径12.5mmの鋳造線材を作製した。鋳造前の溶湯中の酸素濃度は20ppm(0.002質量%)以下である。連続鋳造は、ピンチロールを用いて引き出しと停止を繰り返し行う間欠引き出し式連続鋳造法を採用し、鋳造時の冷却は、カーボン鋳型を水冷した冷却ジャケット内に設置する間接的な水冷とした。
直径を22mmに変更した以外は試料1−1と同様にして、Agの含有量が試料1−1と同じCu−Ag合金の鋳造線材を作製した。
(試料2−1)
Agの含有量を2.0質量%に変更した以外は実施例1の試料1−1と同様にして、直径12.5mmのCu−Ag合金の鋳造線材を作製した。
直径を22mmに変更した以外は試料2−1と同様にして、Agの含有量が試料2−1と同じCu−Ag合金の鋳造線材を作製した。
Claims (6)
- Agを0.5質量%以上15質量%以下含有し、残部がCu及び不可避的不純物からなる組成を有するCu−Ag合金を連続鋳造して、径が6mm以上40mm以下の鋳造線材を作製する連続鋳造工程と、
前記鋳造線材をコンフォーム押出して、径が3mm以上40mm以下の押出線材を作製するコンフォーム押出工程と、
前記押出線材に減面率が95%以上の冷間加工を施して、Cu−Ag合金線を作製する冷間加工工程と、
を備える銅−銀合金線の製造方法。 - 更に、前記コンフォーム押出工程の後、前記押出線材に400℃以上500℃以下で0.5時間以上30時間以下の中間熱処理を施す中間熱処理工程を備える請求項1に記載の銅−銀合金線の製造方法。
- 更に、前記中間熱処理工程の前に、前記押出線材に減面率が70%以上90%以下の中間冷間加工を施す中間冷間加工工程を備える請求項2に記載の銅−銀合金線の製造方法。
- 前記連続鋳造が間欠式の連続鋳造である請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の銅−銀合金線の製造方法。
- 前記Cu−Ag合金の酸素濃度が質量割合で20ppm以下である請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の銅−銀合金線の製造方法。
- 請求項1に記載の銅−銀合金線の製造方法により製造された銅−銀合金線。
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