JP2022039255A - Manufacturing method of thin metallic wire made of aluminum or aluminum alloy - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、少なくとも一部が単結晶構造を有するアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる金属細線の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a thin metal wire made of aluminum or an aluminum alloy having at least a part having a single crystal structure.
自動車等の用途では、モータおよびワイヤーハーネス等の材料として、金属細線が使用されている。金属細線として、軽量なアルミニウム(合金)細線が検討されている。本明細書において、アルミニウム(合金)は、アルミニウムおよびアルミニウム合金の総称である。
特許文献1には、ワイヤーハーネス等に用いて好適なアルミニウム合金細線が開示されている(請求項1、段落0014等)。
In applications such as automobiles, thin metal wires are used as materials for motors, wire harnesses, and the like. As a thin metal wire, a lightweight aluminum (alloy) thin wire is being studied. In the present specification, aluminum (alloy) is a general term for aluminum and aluminum alloys.
Patent Document 1 discloses a thin aluminum alloy wire suitable for use in a wire harness or the like (claim 1, paragraph 0014, etc.).
従来、シリコンおよびシリコン含有化合物等の半導体では、単結晶の製造方法は公知であるが、アルミニウム(合金)では、単結晶構造の製造方法は知られていない。
特許文献1の試験例1、2では、アルミニウム合金溶湯を用意し、連続鋳造圧延を行ってワイヤーロッド(連続鋳造圧延材)を得、このワイヤーロッドに対して均質化処理および冷間伸線加工を実施して伸線材を得、この伸線材に溶体化処理を施して固溶線材を得、この固溶線材に対して時効処理を施し、アルミニウム合金細線を製造している。
上記のような従来の製造方法で得られるアルミニウム(合金)細線は、多結晶構造を有するものである。例えば、部分的に100μm超または300μm程度の粗大な結晶粒を含む不均一な多結晶構造(特許文献1の段落0012)、または、最大結晶粒径が50μm以下の多結晶構造(特許文献1の請求項1)を有するものである。
自動車等の電動化、高性能化、および高機能化に伴い、多結晶構造よりも高効率な単結晶構造を有するアルミニウム(合金)細線の製造方法が確立されることが好ましい。
Conventionally, a method for producing a single crystal is known for semiconductors such as silicon and silicon-containing compounds, but a method for producing a single crystal structure is not known for aluminum (alloy).
In Test Examples 1 and 2 of Patent Document 1, a molten aluminum alloy is prepared and continuously cast and rolled to obtain a wire rod (continuously cast and rolled material), and the wire rod is homogenized and cold-drawn. Was carried out to obtain a wire drawing material, and the wire drawing material was subjected to a solution treatment to obtain a solid molten wire material, and the solid molten wire material was subjected to an aging treatment to produce an aluminum alloy fine wire.
The aluminum (alloy) thin wire obtained by the conventional manufacturing method as described above has a polycrystalline structure. For example, a non-uniform polycrystalline structure containing coarse crystal grains of more than 100 μm or about 300 μm (Patent Document 1 paragraph 0012), or a polycrystalline structure having a maximum crystal grain size of 50 μm or less (Patent Document 1). It has claim 1).
With the electrification, higher performance, and higher functionality of automobiles and the like, it is preferable to establish a method for manufacturing an aluminum (alloy) thin wire having a single crystal structure that is more efficient than a polycrystalline structure.
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、少なくとも一部が単結晶構造を有するアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる金属細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 circumstances, and an object of the present invention is to provide a method for producing a thin metal wire made of aluminum or an aluminum alloy having at least a part having a single crystal structure.
本発明の金属細線の製造方法は、
少なくとも一部が単結晶構造を有するアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる金属細線の製造方法であって、
溶湯保持炉内に保持されたアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる溶湯の表面上に、前記金属細線形成用の貫通孔を有するマスクを設ける工程(S1)と、
前記溶湯内の圧力を高めて、前記貫通孔から、前記溶湯保持炉内の前記マスクより上方の空間部内に前記溶湯を線状に押し出す工程(S2)と、
線状に押し出された前記溶湯を、前記空間部内で徐冷させる工程(S3)とを有する。
The method for manufacturing a thin metal wire of the present invention is:
A method for producing a thin metal wire made of aluminum or an aluminum alloy having at least a part of it having a single crystal structure.
A step (S1) of providing a mask having a through hole for forming a fine metal wire on the surface of a molten metal made of aluminum or an aluminum alloy held in a molten metal holding furnace.
A step (S2) of increasing the pressure in the molten metal and linearly extruding the molten metal from the through hole into the space above the mask in the molten metal holding furnace.
It has a step (S3) of slowly cooling the molten metal extruded linearly in the space portion.
本発明によれば、溶湯保持炉内のマスクより上方の空間部内に線状に押し出された溶湯を、そのまま溶湯保持炉内で徐冷させることで、少なくとも一部が単結晶構造を有するアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる金属細線を製造することができる。
本発明によれば、既存の溶湯保持炉を用いて、簡易な方法で低コストに、少なくとも一部が単結晶構造を有するアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる金属細線を製造することができ、好ましい。
According to the present invention, by slowly cooling the molten metal linearly extruded into the space above the mask in the molten metal holding furnace as it is in the molten metal holding furnace, at least a part of aluminum having a single crystal structure or It is possible to manufacture a thin metal wire made of an aluminum alloy.
According to the present invention, it is possible to produce a thin metal wire made of aluminum or an aluminum alloy having at least a part having a single crystal structure at low cost by a simple method using an existing molten metal holding furnace, which is preferable.
前記マスクとしては、前記溶湯の表面に形成された酸化物含有層に前記貫通孔が形成されたものが好ましい。
アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる溶湯の表面に自然にまたは脱ガス処理により形成される酸化物含有層を利用してマスクを形成することにより、簡易に低コストにマスクを用意することができ、好ましい。
The mask preferably has the through holes formed in the oxide-containing layer formed on the surface of the molten metal.
By forming a mask on the surface of a molten metal made of aluminum or an aluminum alloy by using an oxide-containing layer naturally or by degassing treatment, the mask can be easily prepared at low cost, which is preferable.
工程(S1)においては、前記溶湯内に不活性ガスの気泡を供給する脱ガス処理を行い、前記溶湯の表面に、前記気泡の通過により形成される前記貫通孔を有する前記酸化物含有層を形成することが好ましい。
この方法では、公知の脱ガス装置と不活性ガスを用いて、簡易に低コストに工程(S1)を実施することができ、脱ガス処理による溶湯の清浄化と工程(S1)とを同時に実施することができ、好ましい。
In the step (S1), the degassing treatment for supplying bubbles of the inert gas into the molten metal is performed, and the oxide-containing layer having the through holes formed by the passage of the bubbles is formed on the surface of the molten metal. It is preferable to form it.
In this method, the step (S1) can be easily carried out at low cost by using a known degassing device and an inert gas, and the cleaning of the molten metal by the degassing treatment and the step (S1) are carried out at the same time. Can be preferred.
工程(S2)においては、前記溶湯内に不活性ガスの気泡を供給し、当該気泡の供給により前記溶湯内の圧力を高めることが好ましい。
この方法では、簡易に低コストに工程(S2)を実施することができ、好ましい。
不活性ガスの気泡の供給は、公知の脱ガス処理と同様の方法で行うことができる。この方法では、公知の脱ガス装置と不活性ガスを用いて、簡易に低コストに工程(S2)を実施することができ、脱ガス処理による溶湯の清浄化と工程(S2)とを同時に実施することができ、好ましい。
In the step (S2), it is preferable to supply bubbles of the inert gas into the molten metal and increase the pressure in the molten metal by supplying the bubbles.
In this method, the step (S2) can be easily carried out at low cost, which is preferable.
The bubbles of the inert gas can be supplied by the same method as the known degassing treatment. In this method, the step (S2) can be easily carried out at low cost by using a known degassing device and an inert gas, and the cleaning of the molten metal by the degassing treatment and the step (S2) are carried out at the same time. Can be and is preferred.
本発明によれば、少なくとも一部が単結晶構造を有するアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる金属細線の製造方法を提供することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, it is possible to provide a method for producing a thin metal wire made of aluminum or an aluminum alloy having at least a part having a single crystal structure.
本発明の金属細線の製造方法は、
少なくとも一部が単結晶構造を有するアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる金属細線の製造方法であって、
溶湯保持炉内に保持されたアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる溶湯の表面上に、前記金属細線形成用の貫通孔を有するマスクを設ける工程(S1)と、
前記溶湯内の圧力を高めて、前記貫通孔から、前記溶湯保持炉内の前記マスクより上方の空間部内に前記溶湯を線状に押し出す工程(S2)と、
線状に押し出された前記溶湯を、前記空間部内で徐冷させる工程(S3)とを有する。
図1に、フローチャートを示す。
The method for manufacturing a thin metal wire of the present invention is:
A method for producing a thin metal wire made of aluminum or an aluminum alloy having at least a part of it having a single crystal structure.
A step (S1) of providing a mask having a through hole for forming a fine metal wire on the surface of a molten metal made of aluminum or an aluminum alloy held in a molten metal holding furnace.
A step (S2) of increasing the pressure in the molten metal and linearly extruding the molten metal from the through hole into the space above the mask in the molten metal holding furnace.
It has a step (S3) of slowly cooling the molten metal extruded linearly in the space portion.
FIG. 1 shows a flowchart.
図2および図3は、本発明のアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる金属細線の製造方法を示す模式断面図である。
図2に示すように、工程(S1)では、溶湯保持炉11内に保持された、不純物を含んでいてもよいアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる溶湯21の表面上に、金属細線形成用の貫通孔32を有するマスク30を設ける。図中、符号12は、溶湯保持炉内のマスク30より上方の空間部である。
図3に示すように、工程(S2)では、溶湯保持炉11内に保持された溶湯21内の圧力を高めて、マスク30の貫通孔32から、溶湯保持炉11内のマスク30より上方の空間部12内に溶湯21を線状に押し出す。この工程では、マスク30の位置は、工程(S1)の時点よりも低い位置となる。図中、符号22は、線状に押し出された溶湯である。
工程(S3)では、図3に示す状態を維持し、線状に押し出された溶湯22を、溶湯保持炉11内のマスク30より上方の空間部12内で徐冷させる。
2 and 3 are schematic cross-sectional views showing a method for manufacturing a thin metal wire made of aluminum or an aluminum alloy of the present invention.
As shown in FIG. 2, in the step (S1), through holes for forming fine metal wires are formed on the surface of the
As shown in FIG. 3, in the step (S2), the pressure in the
In the step (S3), the state shown in FIG. 3 is maintained, and the
本発明によれば、溶湯保持炉11内のマスク30より上方の空間部12内に線状に押し出された溶湯を、そのまま溶湯保持炉11内で徐冷させることで、少なくとも一部が単結晶構造を有するアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる金属細線を製造することができる。
本発明によれば、既存の溶湯保持炉を用いて、簡易な方法で低コストに、少なくとも一部が単結晶構造を有するアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる金属細線を製造することができ、好ましい。
According to the present invention, the molten metal linearly extruded into the
According to the present invention, it is possible to produce a thin metal wire made of aluminum or an aluminum alloy having at least a part having a single crystal structure at low cost by a simple method using an existing molten metal holding furnace, which is preferable.
本発明では、金属細線の材料として、不純物を含んでいてもよいアルミニウム(純アルミニウムとも言う。)またはアルミニウム合金を用いる。アルミニウム合金は、純アルミニウムよりも、耐衝撃性、屈曲特性、および耐熱性等に優れる傾向があり、好ましい。アルミニウム合金の組成は特に制限されず、例えば、Siを8.5~10.0%質量%含有し、Mgを0.15~0.30質量%含有し、Cu、Fe、Zn、Mn、Ti、Ni、Sn、およびCrからなる群より選ばれる少なくとも1種の金属元素を任意で微量含有してもよく、残部がAlおよび不可避不純物からなるアルミニウム合金が好ましい。
アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる溶湯21の温度は特に制限されず、好ましくは650~760℃程度、より好ましくは650~680℃程度である。
In the present invention, aluminum (also referred to as pure aluminum) or an aluminum alloy which may contain impurities is used as the material of the thin metal wire. Aluminum alloys tend to be more excellent in impact resistance, bending characteristics, heat resistance, etc. than pure aluminum, and are preferable. The composition of the aluminum alloy is not particularly limited, and for example, Si is contained in an amount of 8.5 to 10.0% by mass, Mg is contained in an amount of 0.15 to 0.30% by mass, and Cu, Fe, Zn, Mn, and Ti are contained. , Ni, Sn, and Cr may optionally contain at least one metal element selected from the group consisting of Al and unavoidable impurities.
The temperature of the
(工程(S1))
工程(S1)で用いるマスク30としては、金属細線形成用の貫通孔を有するものであれば特に制限されない。例えば、溶湯21の温度に対して耐熱性を有する材料からなる板状部材に公知方法にて貫通孔を形成したものが挙げられる。
マスク30としては、溶湯21の表面に形成された酸化物含有層に貫通孔32が形成されたものが好ましい。
アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる溶湯21の表面に自然にまたは脱ガス処理により形成される酸化物含有層を利用してマスク30を形成することにより、簡易に低コストにマスク30を用意することができ、好ましい。
(Step (S1))
The
As the
By forming the
例えば、図4~図6に示すように、溶湯21内に不活性ガスの気泡52を供給する脱ガス処理を行い、溶湯21の表面に、気泡52の通過により形成される貫通孔32を有する酸化物含有層31を形成することができる。不活性ガスとしては特に制限されず、アルゴンガスおよび窒素ガス等が挙げられる。
この方法では、公知の脱ガス装置と不活性ガスを用いて、簡易に低コストに工程(S1)を実施することができ、脱ガス処理による溶湯の清浄化と工程(S1)とを同時に実施することができ、好ましい。
For example, as shown in FIGS. 4 to 6, the
In this method, the step (S1) can be easily carried out at low cost by using a known degassing device and an inert gas, and the cleaning of the molten metal by the degassing treatment and the step (S1) are carried out at the same time. Can be preferred.
脱ガス装置としては、回転式脱ガス装置が好ましい。回転式脱ガス装置は、高速回転する回転子の先端部から微細な不活性ガスの気泡52を噴出し、溶湯21中に分散させることで、溶湯21中に含まれる水素ガスおよび酸化物等の不純物を除去する装置である。不活性ガスの気泡52は、回転式脱ガス装置の回転子から溶湯21の下部に供給され、溶湯21の表面に向けて上昇し、空間部12に抜けていく。
As the degassing device, a rotary degassing device is preferable. The rotary degassing device ejects
不活性ガスの気泡52は水素分圧が低いため、溶湯21中の水素ガスが気泡52内に移動し、気泡52と共に浮上することで、溶湯21中の水素ガスが除去される。この水素ガスの除去を「脱ガス」と言う。
酸化物等の不純物は、不活性ガスの気泡52と共に浮上し、酸化物含有層31を形成する。酸化物含有層31は、酸化物およびその他の不純物を含む層である。酸化物含有層31内を気泡52が通過することにより、酸化物含有層31内に貫通孔32が形成される。
Since the
Impurities such as oxides float together with the
脱ガス処理の時間は、マスク30として充分な厚さの酸化物含有層31が形成される時間であればよく、特に制限されない。脱ガス処理の時間は、例えば54時間程度が好ましい。
The degassing treatment time is not particularly limited as long as it is the time for forming the oxide-containing
図4~図6は、回転式脱ガス装置を用いた脱ガス処理により、酸化物含有層31が形成され、この酸化物含有層31内を気泡が通過することで、酸化物含有層31内に貫通孔32が形成される様子を示す模式断面図である。図中、符号51は、回転式脱ガス装置の回転子51である。図6は、部分拡大図である。
4 to 6 show an oxide-containing
(工程(S2))
工程(S2)において、溶湯21内の圧力を高める方法としては、上方からマスク30を押し下げて溶湯21を加圧する方法、および、溶湯21内に気泡を供給して、溶湯21内の圧力を高める方法等が挙げられる。溶湯21にかける圧力は、マスク30の貫通孔32から、空間部12内に溶湯21を線状に押し出すことができれば、特に制限されない。溶湯21にかける圧力は、例えば700~1000Pa程度が好ましい。
(Step (S2))
In the step (S2), as a method of increasing the pressure in the
溶湯21内に不活性ガスの気泡52を供給し、この気泡52の供給により溶湯21内の圧力を高めることが好ましい。この方法では、簡易に低コストに工程(S2)を実施することができ、好ましい。
不活性ガスの気泡の供給は、工程(S1)と同様、公知の脱ガス処理と同様の方法で行うことができる。この方法では、公知の脱ガス装置と不活性ガスを用いて、簡易に低コストに工程(S2)を実施することができ、脱ガス処理による溶湯21の清浄化と工程(S2)とを同時に実施することができ、好ましい。
It is preferable to supply
The bubbles of the inert gas can be supplied by the same method as in the known degassing treatment, as in the step (S1). In this method, the step (S2) can be easily carried out at low cost by using a known degassing device and an inert gas, and the cleaning of the
図7および図8は、回転式脱ガス装置を用いて、溶湯21内に不活性ガスの気泡52を供給し、この気泡52の供給により溶湯21内の圧力を高め、マスク30の貫通孔32から空間部12内に溶湯21を線状に押し出す様子を示す模式断面図である。これらの図は、図6に対応した部分拡大図であり、図6と同じ構成要素には同じ参照符号を付してある。
In FIGS. 7 and 8, an
なお、図8では、貫通孔32内に入り込んだ気泡52が、貫通孔32内の溶湯21を線状に押し出している様子が示されているが、気泡52によって押された溶湯21が貫通孔32内の溶湯21を線状に押し出してもよい。すなわち、気泡52は直接的または間接的に貫通孔32内の溶湯21を線状に押し出すことができる。なお、気泡52の供給による溶湯21内の圧力上昇と気泡52の上昇力によって、貫通孔32内の溶湯21が上方に線状に押し出されると考えられる。
Note that FIG. 8 shows that the air bubbles 52 that have entered the through
(工程(S3))
工程(S3)では、図8に示す状態を維持し、線状に押し出された溶湯22を、溶湯保持炉11内のマスク30より上方の空間部12内で徐冷させる。このようにして、図9に示すように、少なくとも一部が単結晶構造を有するアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる金属細線23が得られる。図9は、図6~図8に対応した部分拡大図である。
(Step (S3))
In the step (S3), the state shown in FIG. 8 is maintained, and the
溶湯保持炉11内の空間部12の温度は、例えば300~600℃程度であり、好ましくは400~500℃程度である。
溶湯保持炉11内の空間部12の上記温度範囲内で徐冷を行うことで、アルミニウムまたはアルミニウム合金の単結晶化が可能であり、少なくとも一部が単結晶構造を有するアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる金属細線23を製造することができる。
線状に押し出された溶湯22を空間部12内で保持して徐冷する時間(徐冷時間とも言う。)は、線状に押し出された溶湯22が充分に固化するまでの時間であり、空間部12内の温度に応じて選択される。徐冷時間は、例えば12~18時間程度が好ましい。
工程(S1)において、脱ガス処理により酸化物含有層31を形成する場合、ここで言う徐冷時間は、脱ガス処理により充分な厚さの酸化物含有層31を形成するのに必要な時間(例えば54時間)が経過した後の時間である。例えば、脱ガス装置の起動から工程(S3)の終了まで、66~72時間程度を要する。
The temperature of the
By slowly cooling the
The time for holding the
When the oxide-containing
以上説明したように、本発明によれば、少なくとも一部が単結晶構造を有するアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる金属細線の製造方法を提供することができる。
本発明の製造方法によれば、少なくとも一部が単結晶構造を有し、例えば20μm~3mm程度の線径を有する金属細線を製造することができる。
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a method for producing a thin metal wire made of aluminum or an aluminum alloy having at least a part having a single crystal structure.
According to the production method of the present invention, it is possible to produce a fine metal wire having a single crystal structure at least partially and having a wire diameter of, for example, about 20 μm to 3 mm.
本発明に係る実施例について、説明する。
[実施例1]
溶湯保持炉内に保持された650℃程度のアルミニウム合金溶湯(Si:8.5~10.0質量%、Mg:0.15~0.30質量%、Cu:0.2質量%未満、Fe:0.3質量%未満、Zn:0.1質量%未満、Mn:0.5質量%未満、Ti:0.2質量%未満、Ni:0.1質量%未満、Sn:0.1質量%未満、Cr:0.1質量%未満、残部:Al)内に、公知の回転式脱ガス装置を用いて、窒素ガスの気泡を供給した。この脱ガス処理により、溶湯中の水素ガスが除去されると共に、酸化物等の不純物が気泡と共に浮上し、溶湯の表面上に酸化物含有層が形成された。酸化物含有層内を上記気泡が通過することにより、酸化物含有層内に貫通孔が形成され、マスクが形成された(工程(S1))。脱ガス装置を起動してから充分な厚さの酸化物含有層が形成されるまで、54時間を要した。
Examples of the present invention will be described.
[Example 1]
Aluminum alloy molten metal (Si: 8.5 to 10.0% by mass, Mg: 0.15 to 0.30% by mass, Cu: less than 0.2% by mass, Fe) held in the molten metal holding furnace at about 650 ° C. : Less than 0.3% by mass, Zn: Less than 0.1% by mass, Mn: Less than 0.5% by mass, Ti: Less than 0.2% by mass, Ni: Less than 0.1% by mass, Sn: 0.1% by mass %, Cr: less than 0.1% by mass, balance: Al), bubbles of nitrogen gas were supplied using a known rotary degassing device. By this degassing treatment, hydrogen gas in the molten metal was removed, impurities such as oxides floated together with bubbles, and an oxide-containing layer was formed on the surface of the molten metal. By passing the bubbles through the oxide-containing layer, through holes were formed in the oxide-containing layer and a mask was formed (step (S1)). It took 54 hours from the start of the degassing device until the oxide-containing layer having a sufficient thickness was formed.
さらに、回転式脱ガス装置を用いた上記気泡の供給を続けたところ、上記マスクの貫通孔から、溶湯保持炉内のマスクより上方の空間部内に溶湯が線状に押し出された(工程(S2))。気泡の供給によって溶湯にかかる圧力は、700~1000Pa程度であった。気泡の供給による溶湯内の圧力上昇と気泡の上昇力によって、貫通孔内の溶湯が上方に線状に押し出されたと考えられる。
線状に押し出された溶湯を、上記空間部内(450℃程度)で12~18時間程度徐冷させた(工程(S3))。ここで言う徐冷時間は、脱ガスにより充分な厚さの酸化物含有層を形成するのに必要な時間が経過した後の時間である。脱ガス装置の起動から工程(S3)の終了まで、66~72時間を要した。
Further, when the supply of the bubbles using the rotary degassing device was continued, the molten metal was linearly extruded from the through hole of the mask into the space above the mask in the molten metal holding furnace (step (S2). )). The pressure applied to the molten metal by the supply of bubbles was about 700 to 1000 Pa. It is considered that the molten metal in the through hole was pushed out linearly upward due to the pressure increase in the molten metal due to the supply of bubbles and the rising force of the bubbles.
The molten metal extruded linearly was slowly cooled in the space (about 450 ° C.) for about 12 to 18 hours (step (S3)). The slow cooling time referred to here is the time after the time required for forming the oxide-containing layer having a sufficient thickness by degassing has elapsed. It took 66 to 72 hours from the start of the degassing device to the end of the step (S3).
上記方法により得られた、貫通孔を有する酸化物含有層からなるマスク(30)と、その上に形成された複数のアルミニウム合金細線(23)とからなる構造体の一例の写真を図10に示す。 FIG. 10 shows a photograph of an example of a structure composed of a mask (30) made of an oxide-containing layer having through holes and a plurality of aluminum alloy thin wires (23) formed on the mask (30) obtained by the above method. show.
図10に示した構造体の先端側から、計3本のアルミニウム合金細線を切り取った(試料1~3)。これらの写真を図11に示す。図11に示す各アルミニウム合金細線(試料1~3)について、任意の箇所で切断し、断面観察をした。図11には、切断位置を白破線で示し、白矢印で観察方向を示してある。
図12Aに、各試料の走査型電子顕微鏡(SEM)断面写真を示す。図12Bに、図12Aに示された各断面のIPF(Inverse Pole Figure)マップを示す。図12Aおよび図12Bに示すように、試料1~3は、単結晶構造を有する線径100~200μm程度のアルミニウム合金細線であった。
A total of three thin aluminum alloy wires were cut from the tip side of the structure shown in FIG. 10 (Samples 1 to 3). These photographs are shown in FIG. Each thin aluminum alloy wire (Samples 1 to 3) shown in FIG. 11 was cut at an arbitrary point and cross-sectionally observed. In FIG. 11, the cutting position is indicated by a white dashed line, and the observation direction is indicated by a white arrow.
FIG. 12A shows a cross-sectional photograph of each sample with a scanning electron microscope (SEM). FIG. 12B shows an IPF (Inverse Pole Figure) map of each cross section shown in FIG. 12A. As shown in FIGS. 12A and 12B, Samples 1 to 3 were thin aluminum alloy wires having a single crystal structure and a wire diameter of about 100 to 200 μm.
図10に示した構造体において、マスクの上端部とアルミニウム合金細線の根元部とを切断し、断面観察をした。図10には、切断位置を白破線で示し、白矢印で観察方向を示してある。図13Aに、走査型電子顕微鏡(SEM)断面写真を示す。図13Bに、図13Aに示された断面のIPF(Inverse Pole Figure)マップを示す。図13Aおよび図13Bに示すように、マスクに近いアルミニウム合金細線の根元部は多結晶構造であったが、径方向のサイズが400μm程度、線方向のサイズが2000μm程度の伸長粒が見られ、単結晶構造に近い多結晶構造であった。 In the structure shown in FIG. 10, the upper end portion of the mask and the root portion of the thin aluminum alloy wire were cut and the cross section was observed. In FIG. 10, the cutting position is indicated by a white dashed line, and the observation direction is indicated by a white arrow. FIG. 13A shows a cross-sectional photograph of a scanning electron microscope (SEM). FIG. 13B shows an IPF (Inverse Pole Figure) map of the cross section shown in FIG. 13A. As shown in FIGS. 13A and 13B, the root of the thin aluminum alloy wire close to the mask had a polycrystalline structure, but elongated grains having a radial size of about 400 μm and a linear size of about 2000 μm were observed. It had a polycrystalline structure close to that of a single crystal structure.
本発明の製造方法によれば、少なくとも一部が単結晶構造を有するアルミニウム合金細線を製造できることが確認された。また、マスクに近い根元部分を除けば、単結晶構造を有するアルミニウム合金細線を製造できることが確認された。 According to the production method of the present invention, it was confirmed that at least a part of the aluminum alloy fine wire having a single crystal structure can be produced. It was also confirmed that an aluminum alloy fine wire having a single crystal structure can be produced except for the root portion near the mask.
本発明は上記実施形態および実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、適宜設計変更が可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiments and examples, and the design can be appropriately changed as long as the gist of the present invention is not deviated.
11 溶湯保持炉
12 空間部
21 溶湯
22 線状に押し出された溶湯
23 アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる金属細線
30 マスク
31 酸化物含有層
32 貫通孔
51 脱ガス装置の回転子
52 気泡
11
Claims (4)
溶湯保持炉内に保持されたアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる溶湯の表面上に、前記金属細線形成用の貫通孔を有するマスクを設ける工程(S1)と、
前記溶湯内の圧力を高めて、前記貫通孔から、前記溶湯保持炉内の前記マスクより上方の空間部内に前記溶湯を線状に押し出す工程(S2)と、
線状に押し出された前記溶湯を、前記空間部内で徐冷させる工程(S3)とを有する、金属細線の製造方法。 A method for producing a thin metal wire made of aluminum or an aluminum alloy having at least a part of it having a single crystal structure.
A step (S1) of providing a mask having a through hole for forming a fine metal wire on the surface of a molten metal made of aluminum or an aluminum alloy held in a molten metal holding furnace.
A step (S2) of increasing the pressure in the molten metal and linearly extruding the molten metal from the through hole into the space above the mask in the molten metal holding furnace.
A method for producing a thin metal wire, which comprises a step (S3) of slowly cooling the molten metal extruded linearly in the space.
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