JP2022109209A - Copper alloy wire, plated wire, electric wire, and cable - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、銅合金線、めっき線、これを用いた電線、およびケーブル、に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a copper alloy wire, a plated wire, an electric wire using the same, and a cable.
特許文献1(特開平5-311285号公報)には、Cuの他、InおよびSnを含む銅合金線が記載されている。特許文献2(特開2014-159609号公報)には、伸線前の銅合金体として、Ag、In、Mg及びSnからなる群より選択される少なくとも1種の元素を0.01原子%以上含有する銅合金体が記載されている。特許文献3(国際公開第2014/007259号)には、銅合金材の製造工程において、複数の冷間加工の間に、中間熱処理を行うことが記載されている。特許文献4(特開2015-4118号公報)には、引抜銅線の製造工程において、引抜加工後に焼鈍し、その後、仕上引抜加工を行うことが記載されている。 Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-311285) describes a copper alloy wire containing In and Sn in addition to Cu. Patent Document 2 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2014-159609) discloses that at least one element selected from the group consisting of Ag, In, Mg and Sn is added at 0.01 atomic% or more as a copper alloy body before wire drawing. A containing copper alloy body is described. Patent Document 3 (International Publication No. 2014/007259) describes that an intermediate heat treatment is performed between a plurality of cold workings in the manufacturing process of a copper alloy material. Patent Document 4 (Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2015-4118) describes that in the process of manufacturing a drawn copper wire, annealing is performed after drawing, and then finish drawing is performed.
銅合金からなる金属線は、様々な用途に用いられる。例えば、電子機器、産業用ロボット、自動車などの内部に配線される内部配線部品としての電線やケーブルでは、導体に銅合金からなる金属線が用いられる。このような用途に用いられる金属線では、電線やケーブルの屈曲寿命の向上、および伝送特性の向上のため、金属線の強度向上、および導電率向上が要求される。 Metal wires made of copper alloys are used for various purposes. For example, in electric wires and cables as internal wiring parts wired inside electronic devices, industrial robots, automobiles, etc., metal wires made of a copper alloy are used as conductors. Metal wires used for such applications are required to have improved strength and conductivity in order to improve the flex life of electric wires and cables and to improve transmission characteristics.
本発明の目的は、金属線の強度向上および導電率向上を両立させる技術を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a technique for achieving both strength improvement and conductivity improvement of a metal wire.
一実施の形態である銅合金線は、銅合金によって構成される銅合金線であって、前記銅合金は、0.3質量%以上0.65質量%以下のインジウムを含有する。前記銅合金線は、0.2%耐力が300MPa以上、導電率が80%IACS以上、伸びが7%以上である。 A copper alloy wire according to one embodiment is a copper alloy wire made of a copper alloy, and the copper alloy contains 0.3% by mass or more and 0.65% by mass or less of indium. The copper alloy wire has a 0.2% yield strength of 300 MPa or more, an electrical conductivity of 80% IACS or more, and an elongation of 7% or more.
例えば、前記銅合金は、0.02質量%以上0.1質量%未満の錫を含有し、前記インジウムおよび前記錫の合計の含有率は、0.65質量%以下であることが好ましい。 For example, the copper alloy preferably contains 0.02% by mass or more and less than 0.1% by mass of tin, and the total content of indium and tin is 0.65% by mass or less.
他の実施の形態である電線は、銅合金線からなる導体と、前記導体の周囲を被覆する絶縁体と、を備える。前記銅合金線は、0.3質量%以上0.65質量%以下のインジウムを含有する銅合金によって構成される。前記銅合金線の0.2%耐力が300MPa以上、前記銅合金線の導電率が80%IACS以上、伸びが7%以上である。 An electric wire according to another embodiment includes a conductor made of a copper alloy wire and an insulator covering the circumference of the conductor. The copper alloy wire is made of a copper alloy containing 0.3% by mass or more and 0.65% by mass or less of indium. The copper alloy wire has a 0.2% proof stress of 300 MPa or more, a conductivity of 80% IACS or more, and an elongation of 7% or more.
例えば、前記電線における前記銅合金は、0.02質量%以上0.1質量%未満の錫を含有し、前記インジウムおよび前記錫の合計の含有率は、0.65質量%以下であることが好ましい。 For example, the copper alloy in the electric wire contains 0.02% by mass or more and less than 0.1% by mass of tin, and the total content of indium and tin is 0.65% by mass or less. preferable.
例えば、前記導体は、複数本の前記銅合金線を撚り合わせしたものからなることが好ましい。 For example, it is preferable that the conductor is formed by twisting a plurality of the copper alloy wires.
他の実施の形態であるめっき線は、銅合金線と、前記銅合金線の周囲に設けられためっき層と、を備え、前記銅合金線は、0.3質量%以上0.65質量%以下のインジウムを含有する銅合金によって構成され、0.2%耐力が300MPa以上、導電率が80%IACS以上、伸びが7%以上である。 A plated wire according to another embodiment includes a copper alloy wire and a plated layer provided around the copper alloy wire, and the copper alloy wire contains 0.3% by mass or more and 0.65% by mass It is composed of a copper alloy containing the following indium, and has a 0.2% proof stress of 300 MPa or more, an electrical conductivity of 80% IACS or more, and an elongation of 7% or more.
他の実施の形態であるケーブルは、銅合金線からなる導体、および前記導体の周囲を被覆する絶縁体を備えた複数本の芯線と、前記複数本の芯線の周囲を一括して被覆するシーと、を有する。前記銅合金線は、0.3質量%以上0.65質量%以下のインジウムを
含有する銅合金によって構成される。前記銅合金線の0.2%耐力が300MPa以上、導電率が80%IACS以上、伸びが7%以上である。
A cable according to another embodiment includes a conductor made of a copper alloy wire, a plurality of core wires provided with an insulator covering the circumference of the conductor, and a sheath collectively covering the circumference of the plurality of core wires. and have The copper alloy wire is made of a copper alloy containing 0.3% by mass or more and 0.65% by mass or less of indium. The copper alloy wire has a 0.2% proof stress of 300 MPa or more, an electrical conductivity of 80% IACS or more, and an elongation of 7% or more.
例えば、前記ケーブルにおける前記銅合金は、0.02質量%以上0.1質量%未満の錫を含有し、前記インジウムおよび前記錫の合計の含有率は、0.65質量%以下であることが好ましい。 For example, the copper alloy in the cable contains 0.02% by mass or more and less than 0.1% by mass of tin, and the total content of indium and tin is 0.65% by mass or less. preferable.
本発明の代表的な実施の形態によれば、金属線の強度向上および導電率向上を両立させることができる。 According to the representative embodiment of the present invention, both strength improvement and conductivity improvement of the metal wire can be achieved.
以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。以下の説明では、線径(外径)が100μm以下の銅合金からなる金属線を銅合金線と呼ぶ。また、銅合金線に伸線加工される前のものを荒引き線と呼ぶ。また、銅合金線(金属線)の周囲にめっき層を有するものをめっき線と呼ぶ。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following description, a metal wire made of a copper alloy and having a wire diameter (outer diameter) of 100 μm or less is referred to as a copper alloy wire. A wire before being drawn into a copper alloy wire is called a rough drawn wire. A copper alloy wire (metal wire) having a plating layer around it is called a plated wire.
また、以下の説明において、導電率の評価指標として、「IACS(International Annealed Copper Standard)」という指標を用いる。IACSを用いた導電率は、焼鈍標準軟銅(体積抵抗率:1.7241×10-2μΩm)の導電率を、100%IACSと規定し、この焼鈍標準軟銅の導電率に対する割合を「○○%IACS」と記載する。以下で説明する導電率は、日本工業規格(JIS C 3002:1992)に規定される電気用銅線の試験方法に則って試験片の電気抵抗および直径を測定し、測定結果に基づいて算出される。 Further, in the following description, an index called "IACS (International Annealed Copper Standard)" is used as an evaluation index of conductivity. The conductivity using IACS defines the conductivity of annealed standard annealed copper (volume resistivity: 1.7241 × 10 -2 μΩm) as 100% IACS, and the ratio to the conductivity of this annealed standard annealed copper is “○○ %IACS”. The conductivity described below is calculated based on the measurement results of measuring the electrical resistance and diameter of a test piece according to the test method for electrical copper wires specified in Japanese Industrial Standards (JIS C 3002: 1992). be.
また、以下の説明において、金属線またはめっき線の「伸び」について説明する場合、日本工業規格(JIS C 3002:1992)に規定される電気用銅線の試験方法に則って試験片の引張試験を行い、その測定結果から算出される値を「伸び」とする。さらに、以下の説明において、金属線またはめっき線の「0.2%耐力」について説明する場合、日本工業規格(JIS Z 2241:2011)に規定される金属材料引張試験方法に則って試験片の引張試験を行い、その測定結果から算出される値を「0.2%耐力」とする。 In the following description, when describing the "elongation" of a metal wire or a plated wire, a tensile test of a test piece is performed according to the test method for electrical copper wires specified in Japanese Industrial Standards (JIS C 3002: 1992). and the value calculated from the measurement result is defined as "elongation". Furthermore, in the following description, when describing the "0.2% yield strength" of a metal wire or a plated wire, a test piece is prepared according to the metal material tensile test method specified in the Japanese Industrial Standards (JIS Z 2241: 2011). A tensile test is performed, and the value calculated from the measurement result is defined as "0.2% yield strength".
<本発明者等が新規に見出した知見>
例えば、工場などに設置される産業用ロボットの内部に配線される内部配線部品として、電線やケーブルが用いられる。このような用途に用いられる電線やケーブルでは、屈曲寿命の向上、および伝送特性の向上が求められる。これに対して、本発明者等は、電線やケーブルの導体に用いられる金属線やめっき線の強度の指標の1つである0.2%耐力を向上させ、かつ、0.2%耐力の向上とトレードオフの関係であった導電率も向上させることにより、電線やケーブルの屈曲寿命の向上、および伝送特性の向上という課題を解決することができることを見出し、本発明を成すに至った。
<Knowledge newly discovered by the present inventors>
For example, electric wires and cables are used as internal wiring components wired inside industrial robots installed in factories and the like. Wires and cables used for such applications are required to have improved flex life and improved transmission characteristics. On the other hand, the present inventors have improved the 0.2% proof stress, which is one of the indicators of the strength of metal wires and plated wires used as conductors of electric wires and cables, and improved the 0.2% proof stress. The inventors have found that the problems of improving the flex life of electric wires and cables and improving the transmission characteristics can be solved by improving the conductivity, which was a trade-off relationship with improvement, and have completed the present invention.
<金属線の構造>
図1は、本実施の形態に係る金属線の斜視断面図である。図1に示す銅合金線10は、銅合金11によって構成される銅合金線であって、銅合金11は、0.3質量%以上、かつ、0.65質量%以下のインジウム(In)を含有する。銅合金11は、その残部に不可避的不純物が含まれている。また、銅合金線10の0.2%耐力は、300MPa以上(好ましくは、300MPa以上350MPa以下)であり、銅合金線10の導電率は、80%IACS以上(好ましくは、80%IACS以上90%IACS以下)であり、銅合金線10の伸びは、7%以上(好ましくは、7%以上18%以下)である。
<Structure of Metal Wire>
FIG. 1 is a perspective cross-sectional view of a metal wire according to this embodiment. The
銅合金11に含まれる不可避的不純物としては、例えばアルミニウム(Al)、珪素(Si)、リン(P)、硫黄(S)、クロム(Cr)、鉄(Fe)、ニッケル(Ni)、ヒ素(As)、セレン(Se)、銀(Ag)、アンチモン(Sb)、鉛(Pb)、あるいはビスマス(Bi)などが挙げられる。銅合金11に含まれる不可避的不純物は、例えば20質量ppm以上30質量ppm以下の範囲で含有する。
Examples of unavoidable impurities contained in the
上記した銅合金11を有する銅合金線10は、0.2%耐力および導電率のそれぞれを、高い水準で両立させることができる。詳細は実施例として後述するが、本願発明者が確認した結果、0.3質量%以上、かつ、0.65質量%以下のインジウム(In)を含有し、残部が銅(Cu)および不可避的不純物からなる銅合金11を有する銅合金線10は、80%IACS以上の導電率、300MPa以上の0.2%耐力を備える。
電気を伝送する導電線(以下、単に電線と記載する)は、電力の伝送路、あるいは電気信号の伝送路を構成する部材であって、様々な分野に広く利用される。電線における導体には、様々な種類の純金属、合金、あるいは複合材などの導電性材料が使用される。本実施の形態では、電線における導体として、高い導電性を有する銅合金11で構成される銅合金線10を取り上げて説明する。
Conductive wires for transmitting electricity (hereinafter simply referred to as electric wires) are members constituting power transmission paths or electrical signal transmission paths, and are widely used in various fields. Electrically conductive materials such as various types of pure metals, alloys, or composites are used for conductors in electrical wires. In this embodiment, a
電線における導体として利用される銅線は、上記したように様々な分野に利用されるが、利用される分野によっては、線径が細い銅線が求められる場合がある。例えば、携帯用端末などの電子機器では、その内部配線部品として、銅線からなる導体を備えた電線が使用される。この場合、1本の銅線の線径は、100μm以下のサイズが要求される場合がある。また、医療分野で利用されるプローブケーブルの場合、患者の体内に挿入される用途で利用される場合もあり、更に細い線径の銅線が要求される。本実施の形態では、極細線の一例として、80μmの線径10Dを備える銅合金線10を取り上げて説明する。
Copper wires, which are used as conductors in electric wires, are used in various fields as described above, and depending on the fields of use, there are cases where copper wires with a small wire diameter are required. For example, in electronic devices such as portable terminals, electric wires having conductors made of copper wires are used as internal wiring components. In this case, the wire diameter of one copper wire may be required to be 100 μm or less. Moreover, in the case of probe cables used in the medical field, there are cases where they are used for applications where they are inserted into the body of a patient, and copper wires with a smaller wire diameter are required. In the present embodiment, a
銅合金11から構成される銅合金線10の0.2%耐力は、銅合金11にひずみを生じさせることにより向上させることができる。銅合金11にひずみを生じさせる方法としては、銅合金11に含まれる銅以外の金属元素の含有率を高くする方法、および、伸線加工などを施す方法である。ところが、これらの方法により、銅合金線10にひずみを生じさせると、導電性部材としての銅合金11の抵抗率が上昇するため、銅合金線10の導電率が低下する。つまり、銅合金線10の0.2%耐力を大きくすること、および銅合金線10の導電率を大きくすることは、トレードオフの関係になっている。
The 0.2% yield strength of the
そこで、本発明者等は、固溶強化型の銅合金11において、導電率および0.2%耐力の特性を向上させる構成を見出すため、複数種類の金属元素について、銅合金11内に固溶化させた時に、銅合金11の導電率低下に与える影響、および0.2%耐力の強化に寄与する程度に着目した。すなわち、銅合金線10の0.2%耐力の向上への寄与の程度については、金属元素の種類により違いがあり、かつ銅に固溶される元素の含有率が大きくなれば、これに比例して0.2%耐力が大きくなる。錫(Sn)およびインジウム(In)は、アルミニウム(Al)、ニッケル(Ni)、あるいはマグネシウム(Mg)などの金属と比較すると、銅に固溶させた時に、0.2%耐力を大きくする影響が大きいため、有効な添加元素である。
Therefore, in order to find a configuration that improves the properties of electrical conductivity and 0.2% proof stress in the solid-solution-strengthened
一方、導電率の低下に与える影響については、金属元素の種類によって、影響の程度が大きく異なる。詳しくは、銀(Ag)、インジウム(In)、あるいはマグネシウム(Mg)の場合、ニッケル(Ni)、錫(Sn)、アルミニウム(Al)などの金属と比較して、銅に固溶される濃度が大きくなっても、導電率の低下を抑制することができる。例えば、無酸素銅に固溶される上記金属元素の濃度(質量濃度)が、900ppmである場合で比較すると、錫(Sn)の場合、純銅の導電率を100%(百分率)としたときに対して、92%程度まで低下するが、インジウム(In)の場合、98%程度までの低下で済む。また、銀(Ag)の場合、純銅の導電率を100%(百分率)としたときに対して99%程度までの低下で済む。 On the other hand, the degree of influence on the decrease in electrical conductivity varies greatly depending on the type of metal element. Specifically, in the case of silver (Ag), indium (In), or magnesium (Mg), the concentration of solid solution in copper compared to metals such as nickel (Ni), tin (Sn), and aluminum (Al) Even if is increased, the decrease in conductivity can be suppressed. For example, when the concentration (mass concentration) of the metal element dissolved in oxygen-free copper is 900 ppm, in the case of tin (Sn), when the conductivity of pure copper is 100% (percentage) On the other hand, it decreases to about 92%, but in the case of indium (In), it can be reduced to about 98%. In addition, in the case of silver (Ag), the electrical conductivity can be lowered to about 99% when the electrical conductivity of pure copper is 100% (percentage).
上記した特性から、銅にインジウムを固溶させることにより得られる銅合金11は、導電率および0.2%耐力の特性を高い水準で備えている。なお、銅に銀(Ag)を固溶させた銅合金の場合、本実施の形態の銅合金線10よりもさらに高い導電率が得られる。ただし、同じ濃度の場合、銀はインジウムと比べて0.2%耐力を大きくする効果が小さいため、銀の含有量を増加させると、銅合金線10の原料コストが増大するので、インジウムを固溶させることが好ましい。
From the above properties, the
また、銅合金11の0.2%耐力を向上させるため、銅合金に含まれる酸素の含有率は少ないことが好ましい。本実施の形態の場合、銅合金11に含まれる酸素は、0.002質量%以下である。銅合金11に含まれる酸素が0.002質量%以下であれば、酸素に起因して銅合金11の0.2%耐力が低下することを抑制できる。
Moreover, in order to improve the 0.2% proof stress of the
図1に示す銅合金線10の変形例として、銅合金11が、0.3質量%以上、かつ、0.65質量%未満のインジウム(In)と、0.02質量%以上、かつ、0.1質量%未満の錫(Sn)と、を含有し、残部が銅(Cu)および不可避的不純物からなる場合がある。ただし、銅合金11に含まれるインジウムおよび錫の合計の含有率は、0.65質量%以下である。
As a modification of
銅合金線10の変形例の場合、銅合金11が固溶化された錫を含んでいるため、上記した錫を含まない銅合金線10と比較すると、導電率は相対的に低い。ただし、錫の含有率を0.1質量%未満とし、かつ、0.3質量%以上のインジウムを含有させることにより、80%IACS以上の導電率を維持することができる。ただし、銅合金11に含まれるインジウムおよび錫の合計の含有率は、0.65質量%以下であることが望ましい。このように、銅合金線10の変形例の場合、錫を所定の含有量で固溶化させることにより、80%IACS以上の導電率を維持しつつ、かつ、銅合金線10の原料コストを低減させることができる。
In the case of the modification of the
<金属線の製造方法>
次に、図1に示す銅合金線10の製造方法について説明する。上記した銅合金線10は、銅合金中に錫を含有する場合と含有しない場合とがあるが、製造方法は、同様である。図2は、図1に示す金属線の製造工程の一例を示すフロー図である。
<Manufacturing method of metal wire>
Next, a method for manufacturing the
以下では、金属線の製造方法として、連続鋳造圧延法により、線径がある程度の太さ(例えば8mm~12mm程度)の荒引き線を製造した後、荒引き線に伸線加工を施すことにより金属線を製造する方法を取り上げて説明する。連続鋳造圧延法は、例えば、SCR方式(Southwire Continuous Rod system)と呼ばれる連続鋳造圧延法を用いることができる。 In the following, as a method for manufacturing a metal wire, after manufacturing a wire with a certain thickness (for example, about 8 mm to 12 mm) by a continuous casting and rolling method, the wire is drawn. A method of manufacturing a metal wire is taken up and described. For the continuous casting and rolling method, for example, a continuous casting and rolling method called SCR (Southwire Continuous Rod system) can be used.
まず、図2に示す原料準備工程として、原料を準備する。原料は銅を主成分とする金属である。原料は、銅の他、上記したように、不可避的に混入された不純物元素を含んでいる場合がある。また、原料には、インジウムを含む添加元素が含まれる。また、図1に示す銅合金線10の変形例として説明した金属線の製造方法では、添加元素は、インジウムおよび錫である。これらの添加元素は、上記した含有率の条件を満たす範囲内で、銅を主成分とする原料に添加される。
First, as a raw material preparation step shown in FIG. 2, raw materials are prepared. The raw material is a metal whose main component is copper. In addition to copper, the raw material may contain impurity elements that are inevitably mixed as described above. In addition, the raw material contains an additive element including indium. Further, in the metal wire manufacturing method described as a modification of the
次に、図2に示す溶解工程として、図示しない溶解炉内で原料を溶解させる。溶解炉は、原料を連続的に溶解させることが可能な加熱炉であって、溶解炉内で溶解した溶銅は、図示しない保温炉に順次移動する。 Next, as the melting step shown in FIG. 2, the raw material is melted in a melting furnace (not shown). A melting furnace is a heating furnace capable of continuously melting raw materials, and molten copper melted in the melting furnace is sequentially transferred to a heat retaining furnace (not shown).
次に、図2に示す鋳造工程として、保温炉内の溶銅を図示しない鋳型に流し込んだ後、冷却することで凝固させる。凝固した鋳造物は、鋳型から取り外され、圧延装置に順次送り出される。図2に示す溶解工程から鋳造工程までは、不活性ガス雰囲気中(例えば窒素雰囲気中)で実施される。不活性ガス雰囲気中には酸素は殆ど存在せず、少なくとも、酸素濃度(体積濃度)は、10ppm以下である。このように、酸素濃度が極めて低い不活性ガス雰囲気中で荒引き線の製造を行うことで、鋳造工程中における銅への酸素の含有を抑制できる。 Next, as a casting process shown in FIG. 2, the molten copper in the heat insulating furnace is poured into a mold (not shown) and then cooled to solidify. The solidified castings are removed from the molds and sequentially delivered to the rolling mill. The steps from the melting step to the casting step shown in FIG. 2 are performed in an inert gas atmosphere (for example, in a nitrogen atmosphere). Almost no oxygen exists in the inert gas atmosphere, and at least the oxygen concentration (volume concentration) is 10 ppm or less. In this way, by manufacturing the wire rod in an inert gas atmosphere with an extremely low oxygen concentration, it is possible to suppress the inclusion of oxygen in the copper during the casting process.
次に、図2に示す圧延工程として、鋳造物を圧延し、線径が8mm~12mm程度の荒引き線を形成する。圧延工程では、複数回に分けて圧延処理を行う場合がある。なお、鋳造工程で得られた鋳造物を、そのまま荒引き線として用いる場合には、この圧延工程は省略することができる。また、荒引き線は、圧延工程の後に酸化物除去などの表面清浄化処理を施したものであってもよい。 Next, as a rolling step shown in FIG. 2, the casting is rolled to form a rough drawn wire having a wire diameter of about 8 mm to 12 mm. In the rolling process, the rolling process may be performed in multiple steps. In addition, when the casting obtained in the casting process is used as it is as the rough drawing wire, this rolling process can be omitted. Also, the rough drawn wire may be subjected to surface cleaning treatment such as removal of oxides after the rolling process.
次に、図2に示す巻取工程として、図示しない巻取装置により巻き取られ、荒引き線のロールが得られる。なお、巻取装置によって巻き取られた荒引き線は、0.2%耐力が50MPa以上150MPa程度であり、導電率が85%IACSよりも大きく95%IACS以下程度である。 Next, as a winding step shown in FIG. 2, the wire is wound by a winding device (not shown) to obtain a roll of rough drawn wire. The rough drawn wire wound by the winding device has a 0.2% yield strength of about 50 MPa or more and about 150 MPa, and an electrical conductivity of more than 85% IACS and about 95% IACS or less.
次に、図2に示す伸線加工工程として、線径が100μm以下(例えば、50μm~80μm程度)になるまで荒引き線を引き延ばし、硬質材の伸線材を得る。伸線加工工程は、常温(例えば25℃)で行う、所謂、冷間加工として実施される。伸線加工工程では、荒引き線を延在方向に伸長させるが、伸線加工工程を複数(第1の伸線加工工程および第2の伸線加工工程)に分け、伸線加工工程の間に熱処理工程(焼鈍工程と呼ぶ場合もある)として、伸線加工中の伸線材に熱処理を施す。なお、第1の伸線加工工程は、1回の伸線加工工程によって荒引き線(例えば、線径が8mm~12mm程度)を所望の線径(例えば、0.5mm以上3.0mm以下の線径)まで伸線することがよい。 Next, in the wire drawing process shown in FIG. 2, the rough drawn wire is drawn until the wire diameter becomes 100 μm or less (for example, about 50 μm to 80 μm) to obtain a hard drawn wire material. The wire drawing process is carried out as so-called cold working performed at room temperature (for example, 25° C.). In the wire drawing process, the rough drawn wire is elongated in the extending direction. As a heat treatment step (sometimes referred to as an annealing step), heat treatment is applied to the drawn wire during wire drawing. In the first wire drawing process, a rough drawn wire (for example, a wire diameter of about 8 mm to 12 mm) is drawn to a desired wire diameter (for example, 0.5 mm or more and 3.0 mm or less) by one wire drawing process. wire diameter).
伸線加工中は、金属線に歪が生じることにより、金属線の0.2%耐力を大きくすることができるが、金属線の導電率は、低下する。伸線加工の途中で熱処理を施すと、金属線中の歪みが低減する。このため、熱処理された金属線の0.2%耐力は低下するが、導電率は上昇する。本願発明者の検討によれば、伸線工程の途中(第1の伸線加工工程と第2の伸線加工工程との間)に実施する熱処理工程を以下の条件を満たすように実施することで、最終的に得られる半硬質の金属線(銅合金線10)の0.2%耐力と導電率を高い状態に維持できることが判った。なお、ここでいう半硬質の銅合金線とは、伸びが7%以上18%以下の金属線である。 The 0.2% proof stress of the metal wire can be increased by straining the metal wire during wire drawing, but the electrical conductivity of the metal wire decreases. Heat treatment during wire drawing reduces strain in the metal wire. Therefore, the 0.2% yield strength of the heat-treated metal wire is lowered, but the electrical conductivity is increased. According to the studies of the inventors of the present application, the heat treatment process performed during the wire drawing process (between the first wire drawing process and the second wire drawing process) should be performed so as to satisfy the following conditions. , the 0.2% proof stress and electrical conductivity of the finally obtained semi-rigid metal wire (copper alloy wire 10) can be maintained at high levels. The semi-rigid copper alloy wire referred to here is a metal wire having an elongation of 7% or more and 18% or less.
熱処理前(熱処理直前の伸線加工工程後)の金属線の0.2%耐力をA、熱処理後(熱処理直後)の金属線の0.2%耐力をBとし、C=B/Aとすると、0.2%耐力の比Cの値が0.5以上0.8以下になるように熱処理を行う。また、熱処理前(熱処理直前の伸線加工工程後)の金属線の伸びをD、熱処理後(熱処理直後)の金属線の伸びをEとし、F=E/Dとすると、伸びの比Fの値が10以上50以下になるように熱処理を行う。なお、図2に示すように、熱処理工程の後でさらに伸線加工を施すため、熱処理工程では、熱処理工程直後の金属線の導電率が86%IACS以上(好ましくは88%IACS以上)になるように熱処理を行うことが好ましい。また、熱処理工程直後の金属線の0.2%耐力は60MPa以上200MPaであり、熱処理工程直後の金属線の伸びは20%以上40%以下であることが好ましい。これにより、熱処理工程に続いて行われる伸線加工工程(第2の伸線加工工程)を行った後の導電率を80%IACS以上にすることができる。なお、上述した熱処理工程では、例えば400℃以上900℃以下の温度で熱処理を行うことがよい。 Let A be the 0.2% proof stress of the metal wire before the heat treatment (after the wire drawing process immediately before the heat treatment), B be the 0.2% proof stress of the metal wire after the heat treatment (immediately after the heat treatment), and C=B/A. , the heat treatment is performed so that the value of the ratio C of 0.2% proof stress is 0.5 or more and 0.8 or less. In addition, if the elongation of the metal wire before the heat treatment (after the wire drawing process immediately before the heat treatment) is D, the elongation of the metal wire after the heat treatment (immediately after the heat treatment) is E, and F=E/D, the elongation ratio F Heat treatment is performed so that the value becomes 10 or more and 50 or less. As shown in FIG. 2, since the wire drawing process is further performed after the heat treatment process, the conductivity of the metal wire immediately after the heat treatment process becomes 86% IACS or more (preferably 88% IACS or more) in the heat treatment process. It is preferable to perform heat treatment as follows. In addition, the 0.2% yield strength of the metal wire immediately after the heat treatment step is preferably 60 MPa or more and 200 MPa, and the elongation of the metal wire immediately after the heat treatment step is preferably 20% or more and 40% or less. As a result, the electrical conductivity after the wire drawing step (second wire drawing step) performed subsequent to the heat treatment step can be made 80% IACS or higher. In addition, in the heat treatment step described above, the heat treatment is preferably performed at a temperature of, for example, 400° C. or more and 900° C. or less.
なお、図2では、荒引き線を伸線加工工程(第1の伸線加工工程)によって所望の線径(例えば、0.5mm以上3.0mm以下の線径)まで伸線した後に、上述した条件によって伸線材を熱処理する熱処理工程を行い、さらに伸線加工工程(第2の伸線加工工程)によって所望の線径(例えば、0.1mm以下の線径)まで伸線する実施態様を説明したが、種々の変形例が適用可能である。例えば、第2の伸線加工工程は、複数回の伸線加工工程に分かれており、複数回の伸線加工工程における各工程によって所望の線径まで段階的に伸線材を伸線することでもよい。第2の伸線加工工程は、複数回の伸線加工工程によって伸線材を段階的に伸線することにより、第2の伸線加工工程が1回の伸線加工工程から構成される場合に比べて、上述した硬質の伸線材を安定して得ることができる。なお、第2の伸線加工工程を複数回の伸線加工工程によって構成する場合には、必要に応じて、複数回の伸線加工工程の間に上述した熱処理工程を設けてもよい。ここでいう硬質の伸線材とは、伸びが0.5%以上3%以下で、線径が100μm以下の金属線である。 In FIG. 2, after the rough wire is drawn to a desired wire diameter (for example, a wire diameter of 0.5 mm or more and 3.0 mm or less) by a wire drawing process (first wire drawing process), A heat treatment step of heat-treating the drawn wire material under the conditions described above is performed, and a wire drawing step (second wire drawing step) is performed to draw a wire to a desired wire diameter (for example, a wire diameter of 0.1 mm or less). Although described, various variations are applicable. For example, the second wire drawing process is divided into a plurality of wire drawing processes, and the wire drawing material can be drawn step by step to a desired wire diameter by each process in the multiple wire drawing processes. good. In the second wire drawing process, the wire drawing material is drawn step by step through a plurality of wire drawing processes, so that when the second wire drawing process is composed of one wire drawing process, In comparison, it is possible to stably obtain the above-described hard drawn wire material. When the second wire drawing process is composed of a plurality of wire drawing processes, the heat treatment process described above may be provided between the plurality of wire drawing processes, if necessary. The hard drawn wire material referred to here is a metal wire having an elongation of 0.5% or more and 3% or less and a wire diameter of 100 μm or less.
次に、伸線加工工程で得られた100μm以下の線径を有する硬質の伸線材に対して半硬質化処理を行う。硬質の伸線材に対して半硬質化処理をことにより、半硬質の状態の金属線(銅合金線10)が得られる。半硬質化処理としては、例えば、520℃以上580℃以下の加熱温度、0.3秒以上0.8秒以下の加熱時間といった加熱条件で、伸線加工工程によって得られた硬質の伸線材を加熱することがよい。これにより、0.2%耐力が300MPa以上350MPa以下で、導電率が80%IACS以上90%IACS以下で、伸びが7%以上18%以下で、線径が100μm以下の線径を有する銅合金線10が得られる。
Next, the hard drawn wire material having a wire diameter of 100 μm or less obtained in the wire drawing process is subjected to a semi-hardening treatment. A semi-rigid metal wire (copper alloy wire 10) is obtained by subjecting a hard drawn wire material to a semi-hardening treatment. As the semi-hardening treatment, for example, a hard drawn wire obtained by the wire drawing process is heated under heating conditions such as a heating temperature of 520 ° C. or higher and 580 ° C. or lower and a heating time of 0.3 seconds or more and 0.8 seconds or less. It should be heated. As a result, a copper alloy having a 0.2% proof stress of 300 MPa or more and 350 MPa or less, a conductivity of 80% IACS or more and 90% IACS or less, an elongation of 7% or more and 18% or less, and a wire diameter of 100 μm or less A
<合金組成と特性の評価>
次に、図1に示す銅合金線10が有する合金の組成と、特性との関係について、実験した結果を説明する。表1は、金属線が有する合金の組成と特性との関係を示す表である。
<Evaluation of alloy composition and characteristics>
Next, the results of an experiment on the relationship between the alloy composition of the
表1において、試料No.1~3は、上記した銅合金線10の条件に適合する実施例、試料No.4~7は、上記した銅合金線10の条件に適合しない比較例である。試料No.1~7のそれぞれは、図2を用いて説明した製造工程を経て製造した。また、表1において、0.2%耐力の試験および伸びの試験に供した試料は、約80μmの線径になるように加工した金属線である。また、伸びを測定する際の引張速度は、50mm/minとし、標点距離は250mmとした。0.2%耐力は、JIS Z2241に準拠する引張試験を行い測定した。より具体的には、上記引張試験(オフセット法、標線間距離:250mm、引張速度:50m/min)を行い、0.2%耐力を測定した。試料の断面積は、マイクロメータで1/1000mmまで測定した線径から真円の面積として算出した。伸びの値は、破断時の全伸び(伸び計の弾性伸びと塑性伸びとを合わせたもの)で、伸び計標点距離に対する百分率で表したものである。また、表1では記載を省略したが、試料No.1~7のそれぞれは、酸素が混入し難い環境下で調整され、各試料の銅合金に含まれる酸素は、0.002質量%以下である。
In Table 1, sample no. 1 to 3 are examples, sample Nos., which meet the conditions of the
表1において、屈曲寿命は、試料に20gの錘を吊り下げ、曲げ半径5mmの治具を支点に左右90度屈曲させて破断するまでの回数を測定した。また、屈曲回数は左右90度の屈曲で1回とカウントした。 In Table 1, the flexing life was determined by suspending a weight of 20 g from the sample, bending the sample 90 degrees left and right around a jig with a bending radius of 5 mm, and measuring the number of times until the sample broke. In addition, the number of times of bending was counted as one bending of 90 degrees to the left and right.
表1において、試料No.1~2から判るように、銅合金にインジウムのみを添加する場合に、インジウムの含有率が0.30質量%以上であり、試料の0.2%耐力を300MPa以上、かつ、伸びを7%以上にすることにより、良好な屈曲寿命(屈曲回数が3000回以上)が得られる。 In Table 1, sample no. As can be seen from 1 and 2, when only indium is added to the copper alloy, the indium content is 0.30 mass% or more, the 0.2% proof stress of the sample is 300 MPa or more, and the elongation is 7%. A good flexing life (3000 times or more of flexing) can be obtained by setting the above.
また、表1において、試料No.3~7を比較して判るように、銅合金にインジウムおよび錫を添加する場合、インジウムの含有率が0.30質量%以上、0.65質量%未満であり、錫の含有率が0.02質量%以上、かつ、0.1質量%未満であり、試料の0.2%耐力を300MPa以上、かつ、伸びを7%以上にすることにより、良好な屈曲寿命(例えば、屈曲回数が3000回以上)が得られる。 Also, in Table 1, sample No. 3 to 7, when indium and tin are added to the copper alloy, the indium content is 0.30% by mass or more and less than 0.65% by mass, and the tin content is 0.30% by mass or more and less than 0.65% by mass. 02% by mass or more and less than 0.1% by mass, the 0.2% yield strength of the sample is 300 MPa or more, and the elongation is 7% or more, so that a good bending life (for example, the number of times of bending is 3000 times or more) is obtained.
<銅合金線の適用例>
次に、図1に示す銅合金線10の適用例について説明する。図3は、図1に示す銅合金線10を含むケーブルの断面図である。図4は、図3に示すケーブルが有する複数の電線のうちの1本の断面図である。
<Application example of copper alloy wire>
Next, application examples of the
図3に示すケーブル60は、複数の電線(芯線)70と、複数の電線70の周囲を一括して被覆するシース61と、を有する。複数の電線70のそれぞれの周囲には、図示しない介在が配置されており、この介在によって複数の電線70同士が互いに離間している。介在は、例えば、繊維や樹脂によって構成される線状部材からなる。シース61は、例えば、塩素化ポリエチレンやポリ塩化ビニルなどの樹脂を主成分(ベース樹脂)とする樹脂組成物、フッ素樹脂組成物などからなる。複数の電線70同士は、互いに接していてもよい。ケーブル60は、例えば、スマートフォン等の携帯型電子機器、工場内等に設置される産業用ロボット、あるいは自動車等の内部配線材として用いられるケーブルである。ケーブル60は、複数の電線70を備えており、複数の電線70のそれぞれの外径は小さい。例えば、図3および図4に示す例では、電線70の外径は、例えば約0.86mm(860μm)である。
A
図4に示すように、電線70は、互いに撚り合わされた複数の銅合金線10からなる中心導体71と、中心導体71を被覆する絶縁体72と、を有する。中心導体71を構成する複数の銅合金線10のそれぞれは、図1を用いて説明した銅合金11からなる。すなわち、この銅合金線10を構成する銅合金11は、0.3質量%以上0.65質量%以下のインジウムを含有している。複数の銅合金線10のそれぞれの線径は、例えば0.08mm(80μm)である。絶縁体72は、例えば、ポリエチレンやポリプロピレンなどの樹脂、フッ素樹脂などからなる。
As shown in FIG. 4 , the
このように、複数の銅合金線10を用いた電線70およびこれを用いたケーブル60は、携帯型電子機器内での電気信号、あるいは電源の伝送特性を向上させることができる。あるいは、極細線である多数の銅合金線10を用いた電線70およびこれを用いたケーブル60は、線径を細くすることができるので、携帯型電子機器の筐体のサイズを小型化することや産業ロボット等を小型化することができる。
Thus, the
なお、図4では、電線70を例示的に示したが、図1に示す銅合金線10が適用された電線には種々の変形例がある。例えば、1本の銅合金線10からなる導体と、導体の周囲を被覆する絶縁体と、からなる電線に適用できる。また、図3および図4では、電線70の中心導体71として複数の銅合金線10を撚り合わせしたもので例示したが、これに限定されず、後述するめっき線からなる中心導体71としてもよい。
Although FIG. 4 shows the
<めっき線>
めっき線は、図1に示す銅合金線10の周囲(外面)にめっき層を有するもので構成される。めっき線は、0.2%耐力が300MPa以上、導電率が80%IACS以上、伸びが7%以上である。すなわち、めっき線は、図1に示す銅合金線の周囲にめっき層が設けられた状態において、0.2%耐力が300MPa以上(好ましくは、300MPa以上340MPa以下)、導電率が80%IACS以上(好ましくは、80%IACS以上89%IACS以下)、伸びが7%以上(好ましくは、7%以上18%以下)である。なお、めっき線は、半硬質の線材である。
<Plating wire>
The plated wire is configured by having a plated layer around (outer surface) the
銅合金線は、上述したように、0.3質量%以上、かつ、0.65質量%以下のインジウム(In)を含有する銅合金からなる。特に、銅合金線は、0.3質量%以上、かつ、0.65質量%以下のインジウム(In)を含有し、残部が銅(Cu)および不可避的不純物からなる銅合金で構成されることがよい。また、銅合金線は、0.3質量%以上、かつ、0.65質量%未満のインジウム(In)と、0.02質量%以上、かつ、0.1質量%未満の錫(Sn)と、を含有し、残部が銅(Cu)および不可避的不純物からなる銅合金で構成されることでもよい。この場合、銅合金に含まれるインジウムおよび錫の合計の含有率は、0.65質量%以下である。 The copper alloy wire is made of a copper alloy containing 0.3% by mass or more and 0.65% by mass or less of indium (In), as described above. In particular, the copper alloy wire is composed of a copper alloy containing 0.3% by mass or more and 0.65% by mass or less of indium (In), with the balance being copper (Cu) and unavoidable impurities. is good. In addition, the copper alloy wire contains 0.3% by mass or more and less than 0.65% by mass of indium (In) and 0.02% by mass or more and less than 0.1% by mass of tin (Sn). , with the balance being copper (Cu) and unavoidable impurities. In this case, the total content of indium and tin contained in the copper alloy is 0.65% by mass or less.
めっき層は、銅合金線の周囲であって、銅合金線の表面に接触するように設けられている。めっき層の厚さは、例えば、0.1μm以上1.5μm以下である。めっき層は、例えば、スズ(Sn)、銀(Ag)、ニッケル(Ni)などからなる。 The plating layer is provided around the copper alloy wire and in contact with the surface of the copper alloy wire. The thickness of the plating layer is, for example, 0.1 μm or more and 1.5 μm or less. The plating layer is made of, for example, tin (Sn), silver (Ag), nickel (Ni), or the like.
<めっき線の製造方法>
めっき線は、図2に示す銅合金線の製造方法によって得られた銅合金線に対して、めっき層を形成することで得られる。めっき層を形成する前の銅合金線は、0.2%耐力が300MPa以上、導電率が80%IACS以上である半硬質の状態の金属線である。この銅合金線を、所定の温度(例えば、250℃以上300℃以下)からなる溶融しためっき材(例えば、Sn)が貯留されためっき槽に浸漬させる。これにより、銅合金線の外面全周にわたって溶融めっきを塗布する。その後、溶融めっきが塗布された状態の銅合金線をめっきダイスに通すことにより、銅合金線の表面に塗布された溶融めっきの厚さを調整し、所定の厚さを有するめっき層を形成する。特に、銅合金線の表面に溶融めっきを塗布するときの条件としては、線速度100m/min以上で溶融めっきへの浸漬時間0.1秒以上1.0秒以下の条件で行うことがよい。このようにしてめっき層が形成された銅合金線は、半硬質の状態が維持されており、めっき線としての伸びは7%以上18%以下である。
<Manufacturing method of plated wire>
The plated wire is obtained by forming a plated layer on the copper alloy wire obtained by the copper alloy wire manufacturing method shown in FIG. The copper alloy wire before forming the plating layer is a metal wire in a semi-rigid state with a 0.2% proof stress of 300 MPa or more and an electrical conductivity of 80% IACS or more. This copper alloy wire is immersed in a plating bath in which a molten plating material (for example, Sn) at a predetermined temperature (for example, 250° C. or higher and 300° C. or lower) is stored. Thus, hot dip plating is applied over the entire circumference of the outer surface of the copper alloy wire. After that, by passing the copper alloy wire coated with the hot-dip plating through a plating die, the thickness of the hot-dip plating applied to the surface of the copper alloy wire is adjusted to form a plating layer having a predetermined thickness. . In particular, as conditions for applying the hot-dip plating to the surface of the copper alloy wire, it is preferable to apply the hot-dip plating at a line speed of 100 m/min or more and for an immersion time in the hot-dip plating of 0.1 to 1.0 seconds. The copper alloy wire on which the plated layer is formed in this manner maintains a semi-rigid state, and the elongation as the plated wire is 7% or more and 18% or less.
<めっき線の特性>
次に、めっき線が有する特性について実験した結果を説明する。表2および表3は、めっき線を構成する銅合金線の合金組成とめっき線の特性との関係を示す表である。
<Characteristics of plated wire>
Next, the results of experiments on the characteristics of the plated wire will be described. Tables 2 and 3 are tables showing the relationship between the alloy composition of the copper alloy wire forming the plated wire and the properties of the plated wire.
表2および表3において、試料No.8,13~14は、上記しためっき線の条件に適合する実施例であり、試料No.9~12,15~16は、上記しためっき線の条件に適合しない比較例である。表2に示す試料No.8~12および表3に示す試料No.13~16のそれぞれは、図2を用いて説明した製造工程を経て製造した銅合金線の周囲にめっき層を形成したものである。具体的には、図2を用いて説明した製造工程を経て製造した銅合金線を、溶融したSn(温度:250℃以上300℃以下)が貯留されためっき槽に浸漬させ、その後、溶融めっきが塗布された状態の銅合金線をめっきダイスに通すことにより、銅合金線の表面に塗布された溶融めっきの厚さを調整し、所定の厚さを有するめっき層を形成した。また、表2および表3において、めっき線の0.2%耐力の試験および伸びの試験に供した試料は、約80μmの線径になるように加工した銅合金線の周囲にめっき層(厚さ:約0.5μm)を設けたものである。試料No.8~16で使用した銅合金線は、表2および表3に示す含有量からなるインジウム(In)、すず(Sn)を含有し、残部が銅(Cu)および不可避的不純物からなる銅合金で構成される。また、伸びを測定する際の引張速度は、50mm/minとし、標点距離は250mmとした。0.2%耐力は、JIS Z2241に準拠する引張試験を行い測定した。より具体的には、上記引張試験(オフセット法、標線間距離:250mm、引張速度:50m/min)を行い、0.2%耐力を測定した。試料の断面積は、マイクロメータで1/1000mmまで測定した線径から真円の面積として算出した。伸びの値は、破断時の全伸び(伸び計の弾性伸びと塑性伸びとを合わせたもの)で、伸び計標点距離に対する百分率で表したものである。また、表2および表3では記載を省略したが、試料No.8~16のそれぞれは、酸素が混入し難い環境下で調整され、各試料の銅合金に含まれる酸素は、0.002質量%以下である。 In Tables 2 and 3, sample no. Nos. 8, 13 to 14 are examples suitable for the above-described plated wire conditions, and sample nos. 9 to 12 and 15 to 16 are comparative examples that do not meet the above conditions for plated wires. Sample No. shown in Table 2. 8 to 12 and sample nos. Each of 13 to 16 has a plating layer formed around a copper alloy wire manufactured through the manufacturing process described with reference to FIG. Specifically, the copper alloy wire manufactured through the manufacturing process described with reference to FIG. By passing the coated copper alloy wire through a plating die, the thickness of the hot dip coating applied to the surface of the copper alloy wire was adjusted to form a plating layer having a predetermined thickness. In Tables 2 and 3, the samples subjected to the 0.2% yield strength test and the elongation test of the plated wire were coated around the copper alloy wire processed to have a wire diameter of about 80 μm (thickness thickness: about 0.5 μm). Sample no. The copper alloy wires used in 8 to 16 are copper alloys containing indium (In) and tin (Sn) having the contents shown in Tables 2 and 3, and the balance being copper (Cu) and unavoidable impurities. Configured. Further, the tensile speed when measuring the elongation was set to 50 mm/min, and the gauge length was set to 250 mm. The 0.2% yield strength was measured by performing a tensile test according to JIS Z2241. More specifically, the above tensile test (offset method, distance between gauge lines: 250 mm, tensile speed: 50 m/min) was performed to measure the 0.2% yield strength. The cross-sectional area of the sample was calculated as the area of a perfect circle from the wire diameter measured to 1/1000 mm with a micrometer. The elongation value is the total elongation at break (combining the elastic elongation and the plastic elongation of the extensometer) expressed as a percentage of the extensometer gauge length. Also, although omitted from Tables 2 and 3, Sample No. Each of Nos. 8 to 16 was prepared in an environment in which oxygen is difficult to mix, and the oxygen contained in the copper alloy of each sample is 0.002% by mass or less.
表2および表3において、屈曲寿命は、試料に20gの錘を吊り下げ、曲げ半径5mmの治具を支点に左右90度屈曲させて破断するまでの回数を測定した。また、屈曲回数は左右90度の屈曲で1回とカウントした。 In Tables 2 and 3, the flexing life was determined by suspending a weight of 20 g from the sample, bending the sample 90 degrees left and right around a jig with a bending radius of 5 mm, and measuring the number of times until the sample broke. In addition, the number of times of bending was counted as one bending of 90 degrees to the left and right.
表2および表3において、試料No.8,13~14から判るように、めっき線は、インジウムの含有率が0.30質量%以上である銅合金によって構成される銅合金線の周囲にめっき層が設けられており、0.2%耐力が300MPa以上、かつ、伸びが7%以上であることにより、良好な屈曲寿命(屈曲回数が3000回以上)が得られる。特に、めっき線は、インジウムの含有率が0.30質量%以上0.65質量%未満であり、残部が銅および不可避的不純物からなる銅合金で構成される銅合金線、またはインジウムの含有率が0.30質量%以上0.65質量%未満であり、錫の含有率が0.02質量%以上0.1質量%未満であり、残部が銅および不可避的不純物からなる銅合金で構成される銅合金線の周囲にめっき層が設けられており、0.2%耐力が300MPa以上、かつ、伸びが7%以上であることにより、良好な屈曲寿命(例えば、屈曲回数が3000回以上)が得られる。 In Tables 2 and 3, sample no. As can be seen from 8, 13 to 14, the plated wire is provided with a plated layer around the copper alloy wire composed of a copper alloy having an indium content of 0.30% by mass or more. When the % proof stress is 300 MPa or more and the elongation is 7% or more, a good bending life (3000 times or more of bending) can be obtained. In particular, the plated wire is a copper alloy wire composed of a copper alloy having an indium content of 0.30% by mass or more and less than 0.65% by mass, the balance being copper and unavoidable impurities, or an indium content is 0.30% by mass or more and less than 0.65% by mass, the tin content is 0.02% by mass or more and less than 0.1% by mass, and the balance is copper and unavoidable impurities. A plating layer is provided around the copper alloy wire, and the 0.2% yield strength is 300 MPa or more and the elongation is 7% or more, resulting in a good bending life (for example, the number of times of bending is 3000 times or more). is obtained.
<めっき線の適用例>
めっき線は、上記したように、図3および図4に示す電線やケーブルを構成する中心導体として適用することができる。具体的には、互いに撚り合わされた複数のめっき線からなる中心導体と、中心導体を被覆する絶縁体と、を有する電線である。また、この電線の周囲にシールド層やシースを設けたケーブルとしてもよい。
<Application example of plated wire>
As described above, the plated wire can be applied as the central conductor constituting the electric wire or cable shown in FIGS. Specifically, it is an electric wire having a central conductor composed of a plurality of mutually twisted plated wires and an insulator covering the central conductor. Moreover, it is good also as a cable which provided the shield layer and the sheath around this electric wire.
本発明は前記実施の形態および実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。 The present invention is not limited to the above embodiments and examples, and can be modified in various ways without departing from the scope of the invention.
前記実施の形態は、以下の形態を含む。 The embodiment includes the following modes.
[付記1]
(a)銅および銅以外の添加元素を含む原料を準備する工程と、
(b)前記原料を溶解させた後、鋳造することで荒引き線を形成する工程と、
(c)前記荒引き線を伸線加工して金属線とする工程と、
(d)前記(c)工程の後、伸線加工された前記金属線に熱処理を施す工程と、
(e)前記(d)工程の後、前記熱処理を施された前記金属線を更に伸線加工し、外径が0.1mm以下である銅合金線を形成する工程と、
(f)前記(e)工程の後、前記銅合金線に半硬質化処理を施す工程と、
を含み、
前記荒引き線は、0.3質量%以上、かつ、0.65質量%以下のインジウムを含有する銅合金からなる、銅合金線の製造方法。
[Appendix 1]
(a) preparing a raw material containing copper and an additive element other than copper;
(b) a step of forming a rough drawing wire by casting after melting the raw material;
(c) a step of drawing the rough wire into a metal wire;
(d) after the step (c), heat-treating the drawn metal wire;
(e) a step of further drawing the heat-treated metal wire after the step (d) to form a copper alloy wire having an outer diameter of 0.1 mm or less;
(f) a step of subjecting the copper alloy wire to a semi-hardening treatment after the step (e);
including
A method for producing a copper alloy wire, wherein the rough wire is made of a copper alloy containing 0.3% by mass or more and 0.65% by mass or less of indium.
[付記2]
付記1において、
前記銅合金は、0.02質量%以上、かつ、0.1質量%未満の錫を含有する、銅合金線の製造方法。
[Appendix 2]
In Appendix 1,
A method for producing a copper alloy wire, wherein the copper alloy contains tin in an amount of 0.02% by mass or more and less than 0.1% by mass.
[付記3]
付記1または2において、
前記(d)工程では、
前記(c)工程後の伸線加工された前記金属線の0.2%耐力をA、前記(d)工程後の熱処理を施された前記金属線の0.2%耐力をB、0.2%耐力の比をC=B/Aとすると、Cの値が0.5以上0.8以下になるように熱処理が行われ、
前記(c)工程後の伸線加工された前記金属線の伸びをD、前記(d)工程後の熱処理を施された前記金属線の0.2%耐力をE、伸びの比F=E/Dとすると、Fの値が10以上50以下になるように熱処理が行われる、銅合金線の製造方法。
[Appendix 3]
In Appendix 1 or 2,
In the step (d),
A is the 0.2% proof stress of the drawn metal wire after the step (c), B is the 0.2% proof stress of the heat-treated metal wire after the step (d), 0. If the 2% proof stress ratio is C = B / A, heat treatment is performed so that the value of C is 0.5 or more and 0.8 or less,
D is the elongation of the drawn metal wire after the step (c), E is the 0.2% proof stress of the heat-treated metal wire after the step (d), and the elongation ratio F = E /D, a method for producing a copper alloy wire, wherein the heat treatment is performed so that the value of F is 10 or more and 50 or less.
[付記4]
付記3において、前記(d)工程では、前記(d)工程で熱処理を施した直後の前記金属線の導電率が、86%IACS以上になるように熱処理を行う、銅合金線の製造方法。
[Appendix 4]
In addition 3, the method for producing a copper alloy wire, wherein in the step (d), heat treatment is performed so that the conductivity of the metal wire immediately after the heat treatment in the step (d) is 86%IACS or higher.
本発明は、小型電子機器(例えば、デジカメ、監視カメラ、パソコン、スマートフォン等)の内部配線部品に適用されるケーブル(例えば、極細同軸ケーブルなど)、産業用ロボットや医療機器(例えば、胃カメラ、超音波診断装置等)に使用される耐屈曲性を備えたケーブル(例えば、内視鏡ケーブル、プローブケーブルなど)、自動車用のケーブルなどの導体に適用される銅合金線に利用可能である。 The present invention is applicable to cables (e.g., microcoaxial cables), industrial robots and medical devices (e.g., gastrocameras, It can be used for cables with bending resistance used in ultrasound diagnostic equipment, etc.) (for example, endoscope cables, probe cables, etc.), copper alloy wires applied to conductors such as automobile cables.
10 銅合金線
10D 線径
11 銅合金
60 ケーブル
61,74 シース(絶縁体)
70 電線(芯線、同軸ケーブル)
71 中心導体
72 絶縁体
73 外部導体
10
70 electric wire (core wire, coaxial cable)
71
Claims (8)
0.2%耐力が300MPa以上、導電率が80%IACS以上、伸びが7%以上である、銅合金線。 Consists of a copper alloy containing 0.3% by mass or more and 0.65% by mass or less of indium,
A copper alloy wire having a 0.2% proof stress of 300 MPa or more, an electrical conductivity of 80% IACS or more, and an elongation of 7% or more.
前記銅合金は、0.02質量%以上0.1質量%未満の錫を含有し、前記インジウムおよび前記錫の合計の含有率が0.65質量%以下である、銅合金線。 In the copper alloy wire according to claim 1,
The copper alloy wire, wherein the copper alloy contains 0.02% by mass or more and less than 0.1% by mass of tin, and the total content of the indium and the tin is 0.65% by mass or less.
前記銅合金線の周囲に設けられためっき層と、を有し、
0.2%耐力が300MPa以上、導電率が80%IACS以上、伸びが7%以上である、めっき線。 A copper alloy wire made of a copper alloy containing 0.3% by mass or more and 0.65% by mass or less of indium;
a plating layer provided around the copper alloy wire,
A plated wire having a 0.2% proof stress of 300 MPa or more, an electrical conductivity of 80% IACS or more, and an elongation of 7% or more.
前記導体は、0.3質量%以上0.65質量%以下のインジウムを含有する銅合金によって構成される銅合金線からなり、
前記銅合金線は、0.2%耐力が300MPa以上、導電率が80%IACS以上、伸びが7%以上である、
電線。 comprising a conductor and an insulator covering the periphery of the conductor,
The conductor is made of a copper alloy wire made of a copper alloy containing 0.3% by mass or more and 0.65% by mass or less of indium,
The copper alloy wire has a 0.2% proof stress of 300 MPa or more, an electrical conductivity of 80% IACS or more, and an elongation of 7% or more.
Electrical wire.
前記銅合金は、0.02質量%以上0.1質量%未満の錫を含有し、前記インジウムおよび前記錫の合計の含有率が0.45質量%以下である、電線。 In the electric wire according to claim 4,
The electric wire, wherein the copper alloy contains 0.02% by mass or more and less than 0.1% by mass of tin, and the total content of the indium and the tin is 0.45% by mass or less.
前記導体は、複数本の前記銅合金線を撚り合わせしたものからなる、電線。 In the electric wire according to claim 4 or 5,
The electric wire, wherein the conductor is formed by twisting a plurality of the copper alloy wires.
前記導体は、0.3質量%以上0.65質量%以下のインジウムを含有する銅合金によって構成された銅合金線からなり、
前記銅合金線は、0.2%耐力が300MPa以上、導電率が80%IACS以上、伸びが7%以上である、ケーブル。 a plurality of core wires made of electric wires in which the circumference of the conductor is covered with an insulator, and a sheath that collectively covers the circumference of the plurality of core wires,
The conductor is made of a copper alloy wire made of a copper alloy containing 0.3% by mass or more and 0.65% by mass or less of indium,
The copper alloy wire has a 0.2% proof stress of 300 MPa or more, an electrical conductivity of 80% IACS or more, and an elongation of 7% or more.
前記銅合金は、0.02質量%以上0.1質量%未満の錫を含有し、前記インジウムおよび前記錫の合計の含有率が0.65質量%以下である、ケーブル。 A cable according to claim 7, wherein
The cable, wherein the copper alloy contains 0.02% by mass or more and less than 0.1% by mass of tin, and the total content of the indium and the tin is 0.65% by mass or less.
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