JP5202921B2 - Copper alloy wire manufacturing method, copper alloy wire and copper alloy wire manufacturing apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、析出強化型銅合金線材の製造方法、この製造方法により製造される銅合金線材、および銅合金線材の製造装置に関する。 The present invention relates to a method for producing a precipitation-strengthened copper alloy wire, a copper alloy wire produced by this production method, and a copper alloy wire production apparatus.
電子機器の小型化が進む中で、銅導体には細線化が求められ、延性や加工性に優れる無酸素銅や銅合金が使用されるようになってきた。また、無酸素銅または希薄銅合金の線材は、生産能力の高いベルト&ホイール式連続鋳造圧延装置で製造する方法(特許文献1参照)やディップ・フォーミング・プロセスで製造する方法(特許文献2〜3参照)が提案されている。
一方、析出強化型銅合金、例えばコルソン合金は、中間温度脆性が顕著な合金であることは公知であり、このため鋳造での割れを回避する必要があることが指摘されている。そしてまた、熱間圧延する前の加熱条件にも十分な考慮が必要である。
As electronic devices become smaller, copper conductors are required to be thin, and oxygen-free copper and copper alloys that are excellent in ductility and workability have come to be used. In addition, oxygen-free copper or dilute copper alloy wire is manufactured by a belt and wheel type continuous casting and rolling apparatus with high production capacity (see Patent Document 1) or by a dip forming process (
On the other hand, precipitation-strengthened copper alloys, such as Corson alloys, are known to have significant intermediate temperature brittleness, and it has been pointed out that cracking in casting must be avoided. Moreover, sufficient consideration is required for the heating conditions before hot rolling.
さらに、SiやMgなどを微量含有する銅合金を、前記ベルト&ホイール式連続鋳造圧延法やディップ・フォーミング・プロセスにより鋳造すると、当然のことながら、合金元素が酸化して酸化物(ノロ)が多量に発生して線材の製造が困難になる。
そのために、コルソン系合金の線材製造に当たっては、低速鋳造や極めて精密な冷却制御によって鋳塊を半連続鋳造にて製造し、その鋳塊を昇温速度などの制御を行い、熱間加工を施しているのが現状である。
また、銅合金中に不可避的に含まれる硫黄(S)は中間温度脆性を助長する為に、銅合金中にMg、Mn、Znなどを微量に添加することによりSの安定化を行い、中間温度脆性を防いでいる。
また、移動鋳型を用いてコルソン系銅合金線材の製造を試みることが提案されているが、焼入れが低温化することで析出が進行し、銅合金線材での導電率が高くなっている。このことは、時効工程での強度向上に寄与する微細析出に必要なNiやSiが不足するために、本来の性能が出せないことを意味する。この現象を改善するためには、圧延後の銅合金線材について高温・長時間で溶体化処理を施すことが必要となってしまい、大幅なコスト・アップに繋がるという問題があった。
Therefore, when manufacturing Corson alloy wire rods, ingots are manufactured by semi-continuous casting by low-speed casting or extremely precise cooling control, and the ingot is controlled by the heating rate and hot-worked. This is the current situation.
In addition, sulfur (S) unavoidably contained in the copper alloy stabilizes S by adding a small amount of Mg, Mn, Zn, or the like to the copper alloy in order to promote intermediate temperature brittleness. Prevents temperature brittleness.
Although it has been proposed to try to manufacture a Corson-based copper alloy wire using a moving mold, precipitation proceeds as the quenching temperature is lowered, and the conductivity of the copper alloy wire is increased. This means that the original performance cannot be achieved because Ni and Si necessary for fine precipitation that contribute to the strength improvement in the aging process are insufficient. In order to improve this phenomenon, it is necessary to subject the rolled copper alloy wire to a solution treatment at a high temperature and for a long time, leading to a significant cost increase.
優れた特性をもつコルソン系合金線材の製造コストの大幅な低減を図る上で、鋳造、加熱、熱間加工工程における加工性の向上が必要である。一部では、MgやZn等の特殊元素を添加することで、これらの加工性の改善が試みられているようであるが、飛躍的な製造コストの低減に至っていないのが現状である。
また、コルソン系合金の他の析出強化型銅合金を用いた銅合金線材の製造方法に関しても、上記課題はほぼ同様に発生することがわかってきている。
ところで、析出強化型銅合金を用いて銅合金線材を製造するに際し、前述の特許文献1〜3に記載された技術事項によっては上記課題を解決することができず、新たな解決手段が求められている。
そこで本発明は、析出強化型銅合金線材(例えばコルソン系合金線材)の製造速度を高くし、コストが大幅に低減できる製造方法を提供することを課題とする。また、合金中への硫黄(S)の混入を回避して、さらに製造速度の改善を図るものである。
In order to drastically reduce the manufacturing cost of Corson alloy wire having excellent characteristics, it is necessary to improve workability in casting, heating, and hot working processes. Some seem to be trying to improve the workability by adding special elements such as Mg and Zn, but the current situation is that the manufacturing cost has not been drastically reduced.
In addition, it has been found that the above-mentioned problem occurs almost similarly with respect to a method for producing a copper alloy wire using another precipitation strengthened copper alloy of a Corson alloy.
By the way, when manufacturing a copper alloy wire using a precipitation strengthened copper alloy, the above-mentioned problems cannot be solved depending on the technical matters described in
Then, this invention makes it a subject to provide the manufacturing method which can raise the manufacturing speed of a precipitation strengthening type copper alloy wire (for example, a Corson type alloy wire), and can reduce cost significantly. Further, the production rate is further improved by avoiding the mixing of sulfur (S) into the alloy.
溶湯から大断面鋳塊を製造する際には、液相から固相への相変態(凝固)により大きな体積収縮が発生することはよく知られたことであり、その結果、凝固時に鋳塊内部に割れが発生する。割れ防止の対策として、鋳塊を小断面化することが有効であるが、しかし、小断面化を図ると生産性が大幅に低下することとなる。この生産性を向上させる方法として鋳造速度の高速化が挙げられるが、実際にはエアーギャップが発生することにより1次冷却が不足する為に限界が生じる。そして、最悪の場合には、ブレーク・アウトなどの重大なトラブルが発生することがある。 It is well known that large volume shrinkage occurs due to phase transformation (solidification) from a liquid phase to a solid phase when producing a large-section ingot from molten metal. As a result, the inside of the ingot is solidified during solidification. Cracks occur. It is effective to reduce the cross section of the ingot as a countermeasure for preventing cracking. However, if the cross section is reduced, the productivity is greatly reduced. Increasing the casting speed can be cited as a method for improving the productivity. However, in practice, there is a limit because the primary cooling is insufficient due to the occurrence of an air gap. In the worst case, a serious trouble such as a breakout may occur.
そこで発明者らは、各種実験並びに凝固シミュレーションを駆使して検討した結果、外周部からの冷却によって凝固を促進させる一般的な方法とは逆方向の凝固(ディップ・フォーミング・プロセス)が有効であるとの結論を得た。そして、生産性を向上させることを目的とした高速鋳造を指向する中で、鋳造工程と圧延工程とを連続して行う連続鋳造圧延工程における圧延工程として連続熱間圧延を行い、前記圧延工程の中間または前記圧延工程の直後において前記銅合金線材の中間材(鋳塊から銅合金線材が得られるまでの銅合金材料)を高温で焼入れすべきことを知った。すなわち、銅合金線材の中間材を急冷することで、溶体化処理を行った後に近い状態の銅合金線材を得ることができることが判った。本発明はこのような知見に基づき完成されるに至ったものである。
なお、本明細書において、鋳造工程後圧延工程前の銅合金材料を「鋳塊」と定義し、鋳造工程、圧延工程および焼入れが終了した銅合金材料を「銅合金線材」と定義する。また、「鋳塊」から「銅合金線材」が得られるまでの銅合金材料を、便宜上「銅合金線材の中間材」ということがある。
Thus, as a result of investigations using various experiments and solidification simulations, the inventors have found that solidification in the opposite direction (dip forming process) is effective compared to a general method of promoting solidification by cooling from the outer periphery. The conclusion was obtained. And while aiming at high-speed casting for the purpose of improving productivity, continuous hot rolling is performed as a rolling process in a continuous casting and rolling process in which a casting process and a rolling process are continuously performed. It has been found that the intermediate material of the copper alloy wire (copper alloy material until the copper alloy wire is obtained from the ingot) should be quenched at a high temperature in the middle or immediately after the rolling step. That is, it was found that a copper alloy wire in a close state after solution treatment can be obtained by rapidly cooling the intermediate material of the copper alloy wire. The present invention has been completed based on such findings.
In the present specification, the copper alloy material after the casting process and before the rolling process is defined as “ingot”, and the copper alloy material after the casting process, rolling process and quenching is defined as “copper alloy wire”. Further, the copper alloy material from the “ingot” to the “copper alloy wire” is sometimes referred to as “intermediate material of the copper alloy wire” for convenience.
本発明によれば、以下の手段が提供される。
(1)析出強化型の銅合金の溶銅中に銅合金の種線を浸漬させて鋳塊を得る鋳造工程と、該鋳造工程により得られた前記鋳塊を圧延する圧延工程とを連続的に行う連続鋳造圧延工程により銅合金線材を得る銅合金線材の製造方法であって、前記圧延工程の中間または前記圧延工程の直後における前記銅合金線材を600℃以上の温度で焼入れ処理することを特徴とする銅合金線材の製造方法。
(2)前記銅合金の溶銅が、Niを1.0〜5.0質量%、Siを0.25〜1.5質量%含有し、残部がCuおよび不可避的な不純物元素から構成されることを特徴とする、前記(1)記載の銅合金線材の製造方法。
(3)前記銅合金の溶銅が、Niを1.0〜5.0質量%、Siを0.25〜1.5質量%含有し、Ag、Mg、Mn、Zn、Sn、P、FeおよびCrからなる群から選択される少なくとも1つの元素を0.1〜1.0質量%含有し、残部がCuおよび不可避的な不純物元素から構成されることを特徴とする、前記(1)記載の銅合金線材の製造方法。
(4)前記銅合金の溶銅が、NiとCoとを合計で1.0〜5.0質量%、Siを0.25〜1.5質量%含有し、残部がCuおよび不可避的な不純物元素から構成されることを特徴とする、前記(1)記載の銅合金線材の製造方法。
(5)前記銅合金の溶銅が、NiとCoとを合計で1.0〜5.0質量%、Siを0.25〜1.5質量%含有し、Ag、Mg、Mn、Zn、Sn、P、FeおよびCrからなる群から選択される少なくとも1つの元素を0.1〜1.0質量%含有し、残部がCuおよび不可避的な不純物元素から構成されることを特徴とする、前記(1)記載の銅合金線材の製造方法
(6)前記銅合金の溶銅が、Niを0.5〜15.0質量%、Snを0.5〜4.0質量%含有し、残部がCuおよび不可避的な不純物元素から構成されることを特徴とする、前記(1)記載の銅合金線材の製造方法。
(7)前記銅合金の溶銅が、Niを0.5〜15.0質量%、Snを0.5〜4.0質量%含有し、Ag、Mg、Mn、Zn、P、FeおよびCrからなる群から選択される少なくとも1つの元素を0.02〜1.0質量%含有し、残部がCuおよび不可避的な不純物元素から構成されることを特徴とする、前記(1)記載の銅合金線材の製造方法。
(8)前記銅合金の溶銅が、Niを0.5〜5.0質量%、Tiを0.1〜1.0質量%含有し、残部がCuおよび不可避的な不純物元素から構成されることを特徴とする、前記(1)記載の銅合金線材の製造方法。
(9)前記銅合金の溶銅が、Niを0.5〜5.0質量%、Tiを0.1〜1.0質量%含有し、Ag、Mg、Mn、Zn、Sn、P、FeおよびCrからなる群から選択される少なくとも1つの元素を0.02〜1.0質量%含有し、残部がCuおよび不可避的な不純物元素から構成されることを特徴とする、前記(1)記載の銅合金線材の製造方法。
(10)前記銅合金の溶銅が、Crを0.5〜2.0質量%含有し、残部がCuおよび不可避的な不純物元素から構成されることを特徴とする、前記(1)記載の銅合金線材の製造方法。
(11)前記銅合金の溶銅が、Crを0.5〜2.0質量%含有し、Ag、Mg、Mn、Zn、Sn、PおよびFeからなる群から選択される少なくとも1つの元素を0.02〜1.0質量%含有し、残部がCuおよび不可避的な不純物元素から構成されることを特徴とする、前記(1)記載の銅合金線材の製造方法。
(12)前記銅合金の溶銅が、Crを0.5〜2.0質量%、Zrを0.01〜1.0質量%含有し、残部がCuおよび不可避的な不純物元素から構成されることを特徴とする、前記(1)記載の銅合金線材の製造方法。
(13)前記銅合金の溶銅が、Crを0.5〜2.0質量%、Zrを0.01〜1.0質量%含有し、Ag、Mg、Mn、Zn、Sn、PおよびFeからなる群から選択される少なくとも1つの元素を0.02〜1.0質量%含有し、残部がCuおよび不可避的な不純物元素から構成されることを特徴とする、前記(1)記載の銅合金線材の製造方法。
(14)前記銅合金の溶銅が、Feを0.5〜5.0質量%、Pを0.01〜1.0質量%含有し、残部がCuおよび不可避的な不純物元素から構成されることを特徴とする、前記(1)記載の銅合金線材の製造方法。
(15)前記銅合金の溶銅が、Feを0.5〜5.0質量%、Pを0.01〜1.0質量%含有し、Ag、Mg、Mn、Zn、SnおよびCrからなる群から選択される少なくとも1つの元素を0.02〜1.0質量%含有し、残部がCuおよび不可避的な不純物元素から構成されることを特徴とする、前記(1)記載の銅合金線材の製造方法。
(16)前記銅合金の溶銅が、Feを0.5〜5.0質量%、Znを1.0〜10.0質量%含有し、残部がCuおよび不可避的な不純物元素から構成されることを特徴とする、前記(1)記載の銅合金線材の製造方法。
(17)前記銅合金の溶銅が、Feを0.5〜5.0質量%、Znを1.0〜10.0質量%含有し、Ag、Mg、Mn、P、SnおよびCrからなる群から選択される少なくとも1つの元素を0.02〜1.0質量%含有し、残部がCuおよび不可避的な不純物元素から構成されることを特徴とする、前記(1)記載の銅合金線材の製造方法。
(18)前記銅合金の溶銅が、Feを0.5〜5.0質量%、Siを0.01〜1.0質量%含有し、残部がCuおよび不可避的な不純物元素から構成されることを特徴とする、前記(1)記載の銅合金線材の製造方法。
(19)前記銅合金の溶銅が、Feを0.5〜5.0質量%、Siを0.01〜1.0質量%含有し、Ag、Mg、Mn、P、SnおよびCrからなる群から選択される少なくとも1つの元素を0.02〜1.0質量%含有し、残部がCuおよび不可避的な不純物元素から構成されることを特徴とする、前記(1)記載の銅合金線材の製造方法。
(20)前記銅合金の溶銅に種線を浸漬させた後300秒以内に前記鋳造工程および前記圧延工程を完了させることを特徴とする前記(1)〜(19)のいずれか1項に記載の銅合金線材の製造方法。
(21)前記銅合金の原料銅をシャフト炉、反射炉若しくは誘導炉で溶解し、脱酸・脱水素処理を行い、その後合金元素成分を添加し、前記銅合金の溶銅とすることを特徴とする前記(1)〜(20)のいずれか1項に記載の銅合金線材の製造方法。
(22)前記焼入れ前の前記銅合金線材の中間材を前記圧延工程で加熱することを特徴とする前記(1)〜(21)のいずれか1項に記載の銅合金線材の製造方法。
(23)前記種線中の析出物を前記連続鋳造圧延工程で高温化して溶体化処理することを特徴とする、前記(1)〜(22)のいずれか1項に記載の銅合金線材の製造方法。
(24)前記種線を構成する銅合金は、前記溶銅を構成する銅合金と同一の組成を有することを特徴とする、前記(1)〜(23)のいずれか1項に記載の銅合金線材の製造方法。
(25)析出強化型の銅合金が連続鋳造圧延されて製造される銅合金線材であって、前記(1)〜(23)のいずれか1項に記載の方法で製造されることにより、前記銅合金線材の表面側に前記析出強化型の銅合金の溶銅に由来する成分を有し、前記銅合金線材の中心側に前記銅合金の種線に由来する成分を有することを特徴とする銅合金線材。
(26)析出強化型の銅合金の溶銅中に種線を浸漬させて鋳塊を得る鋳造装置と、前記鋳塊を圧延する圧延装置とを有する銅合金線材を得る銅合金線材の製造装置であって、前記圧延装置による圧延工程の中間工程又は圧延装置の後工程に、焼入れ処理装置を設けたことを特徴とする銅合金線材の製造装置。
According to the present invention, the following means are provided.
(1) A casting process in which a seed wire of a copper alloy is immersed in molten copper of a precipitation strengthening type copper alloy to obtain an ingot, and a rolling process in which the ingot obtained by the casting process is rolled are continuously performed. A copper alloy wire manufacturing method for obtaining a copper alloy wire by a continuous casting and rolling step performed in the step, wherein the copper alloy wire in the middle of the rolling step or immediately after the rolling step is quenched at a temperature of 600 ° C. or higher. The manufacturing method of the copper alloy wire characterized by the above-mentioned.
(2) The molten copper of the copper alloy contains 1.0 to 5.0% by mass of Ni, 0.25 to 1.5% by mass of Si, and the balance is composed of Cu and inevitable impurity elements. The method for producing a copper alloy wire according to (1), characterized in that:
(3) The molten copper of the copper alloy contains 1.0 to 5.0% by mass of Ni, 0.25 to 1.5% by mass of Si, Ag, Mg, Mn, Zn, Sn, P, Fe And at least one element selected from the group consisting of Cr and Cr is contained in an amount of 0.1 to 1.0% by mass, and the balance is composed of Cu and inevitable impurity elements. Manufacturing method of copper alloy wire.
(4) The molten copper of the copper alloy contains 1.0 to 5.0 mass% of Ni and Co in total, 0.25 to 1.5 mass% of Si, the balance being Cu and inevitable impurities It is comprised from an element, The manufacturing method of the copper alloy wire as described in said (1) characterized by the above-mentioned.
(5) The molten copper of the copper alloy contains 1.0 to 5.0 mass% of Ni and Co in total, 0.25 to 1.5 mass% of Si, Ag, Mg, Mn, Zn, 0.1 to 1.0% by mass of at least one element selected from the group consisting of Sn, P, Fe and Cr is contained, and the balance is composed of Cu and inevitable impurity elements, The manufacturing method of the copper alloy wire according to the above (1) (6) The molten copper of the copper alloy contains 0.5 to 15.0% by mass of Ni, 0.5 to 4.0% by mass of Sn, and the balance Is composed of Cu and unavoidable impurity elements. The method for producing a copper alloy wire according to (1) above.
(7) The molten copper of the copper alloy contains 0.5 to 15.0% by mass of Ni, 0.5 to 4.0% by mass of Sn, Ag, Mg, Mn, Zn, P, Fe and Cr The copper according to (1) above, containing 0.02 to 1.0% by mass of at least one element selected from the group consisting of Cu and the inevitable impurity element. Manufacturing method of alloy wire.
(8) The molten copper of the copper alloy contains 0.5 to 5.0% by mass of Ni and 0.1 to 1.0% by mass of Ti, and the balance is composed of Cu and inevitable impurity elements. The method for producing a copper alloy wire according to (1), characterized in that:
(9) The molten copper of the copper alloy contains 0.5 to 5.0% by mass of Ni and 0.1 to 1.0% by mass of Ti, Ag, Mg, Mn, Zn, Sn, P, Fe And at least one element selected from the group consisting of Cr and Cr is contained in an amount of 0.02 to 1.0% by mass, and the remainder is composed of Cu and inevitable impurity elements. Manufacturing method of copper alloy wire.
(10) The molten copper of the copper alloy contains 0.5 to 2.0% by mass of Cr, and the remainder is composed of Cu and inevitable impurity elements. A method for producing a copper alloy wire.
(11) The molten copper of the copper alloy contains 0.5 to 2.0% by mass of Cr, and contains at least one element selected from the group consisting of Ag, Mg, Mn, Zn, Sn, P, and Fe. The method for producing a copper alloy wire according to (1) above, containing 0.02 to 1.0% by mass and the balance being composed of Cu and inevitable impurity elements.
(12) The molten copper of the copper alloy contains 0.5 to 2.0% by mass of Cr and 0.01 to 1.0% by mass of Zr, and the balance is composed of Cu and inevitable impurity elements. The method for producing a copper alloy wire according to (1), characterized in that:
(13) The molten copper of the copper alloy contains 0.5 to 2.0% by mass of Cr, 0.01 to 1.0% by mass of Zr, Ag, Mg, Mn, Zn, Sn, P, and Fe The copper according to (1) above, containing 0.02 to 1.0% by mass of at least one element selected from the group consisting of Cu and the inevitable impurity element. Manufacturing method of alloy wire.
(14) The molten copper of the copper alloy contains 0.5 to 5.0% by mass of Fe and 0.01 to 1.0% by mass of P, and the remainder is composed of Cu and inevitable impurity elements. The method for producing a copper alloy wire according to (1), characterized in that:
(15) The molten copper of the copper alloy contains 0.5 to 5.0% by mass of Fe, 0.01 to 1.0% by mass of P, and is composed of Ag, Mg, Mn, Zn, Sn, and Cr. The copper alloy wire according to (1) above, wherein 0.02 to 1.0% by mass of at least one element selected from the group is contained, and the balance is composed of Cu and inevitable impurity elements Manufacturing method.
(16) The molten copper of the copper alloy contains 0.5 to 5.0% by mass of Fe and 1.0 to 10.0% by mass of Zn, and the remainder is composed of Cu and inevitable impurity elements. The method for producing a copper alloy wire according to (1), characterized in that:
(17) The molten copper of the copper alloy contains 0.5 to 5.0% by mass of Fe, 1.0 to 10.0% by mass of Zn, and is composed of Ag, Mg, Mn, P, Sn, and Cr. The copper alloy wire according to (1) above, wherein 0.02 to 1.0% by mass of at least one element selected from the group is contained, and the balance is composed of Cu and inevitable impurity elements Manufacturing method.
(18) The molten copper of the copper alloy contains 0.5 to 5.0% by mass of Fe and 0.01 to 1.0% by mass of Si, and the balance is composed of Cu and inevitable impurity elements. The method for producing a copper alloy wire according to (1), characterized in that:
(19) The molten copper of the copper alloy contains 0.5 to 5.0 mass% Fe, 0.01 to 1.0 mass% Si, and is composed of Ag, Mg, Mn, P, Sn, and Cr. The copper alloy wire according to (1) above, wherein 0.02 to 1.0% by mass of at least one element selected from the group is contained, and the balance is composed of Cu and inevitable impurity elements Manufacturing method.
(20) in any one of above, wherein said to make complete the casting process and the rolling process within 300 seconds after immersion of the seed lines molten copper of the copper alloy (1) - (19) The manufacturing method of the copper alloy wire of description.
(21) The copper alloy raw material copper is melted in a shaft furnace, a reflection furnace or an induction furnace, subjected to deoxidation / dehydrogenation treatment, and then an alloy element component is added to obtain molten copper of the copper alloy. The method for producing a copper alloy wire according to any one of (1) to (20).
(22) The method for producing a copper alloy wire according to any one of (1) to (21), wherein an intermediate material of the copper alloy wire before the quenching is heated in the rolling step.
(23) The copper alloy wire according to any one of (1) to (22), wherein the precipitate in the seed wire is subjected to a solution treatment by increasing the temperature in the continuous casting and rolling step. Production method.
(24) The copper according to any one of (1) to (23), wherein the copper alloy constituting the seed wire has the same composition as the copper alloy constituting the molten copper. Manufacturing method of alloy wire.
(25) A copper alloy wire produced by continuously casting and rolling a precipitation-strengthened copper alloy, which is produced by the method according to any one of (1) to (23) , It has a component derived from molten copper of the precipitation strengthened copper alloy on the surface side of the copper alloy wire, and has a component derived from a seed wire of the copper alloy on the center side of the copper alloy wire. Copper alloy wire.
(26) A copper alloy wire manufacturing apparatus for obtaining a copper alloy wire having a casting apparatus for immersing a seed wire in molten copper of a precipitation strengthening type copper alloy to obtain an ingot, and a rolling apparatus for rolling the ingot. And the manufacturing apparatus of the copper alloy wire characterized by providing the quenching processing apparatus in the intermediate process of the rolling process by the said rolling apparatus, or the post process of a rolling apparatus.
本発明によれば、析出強化型銅合金線材(例えばコルソン系合金線材)の製造速度を高くし、コストが大幅に低減できる。この方法によれば低コストで銅合金線材が得られ、本発明はこれらの製造に好適な製造装置を提供することができる。
本発明によれば、ほぼ溶体化状態の銅合金線材が得られ、従来必須であった溶体化処理を省くことができ、かつ、時効工程で十分な金属間化合物の析出が可能となる。
本発明によれば、析出強化型合金で形成された線材に対して、溶体化のための熱処理を別途施すことなく、鋳造工程と圧延工程とを連続的に行う連続鋳造圧延機を用いて溶体化状態の銅合金線材を製造でき、その後析出硬化した析出強化型合金線材を短時間に大量かつ低コストで製造できる。
本発明によれば、断線・ブリスター・溶接不良などの不具合の発生を回避することができる。
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the manufacturing speed of a precipitation strengthening type copper alloy wire (for example, Corson type alloy wire) can be made high, and cost can be reduced significantly. According to this method, a copper alloy wire can be obtained at a low cost, and the present invention can provide a production apparatus suitable for these productions.
According to the present invention, a substantially alloyed copper alloy wire can be obtained, solubilization treatment, which has been conventionally required, can be omitted, and sufficient intermetallic compounds can be precipitated in the aging process.
According to the present invention, a solution formed by using a continuous casting rolling machine that continuously performs a casting process and a rolling process without separately performing a heat treatment for forming a solution on a wire formed of a precipitation strengthening type alloy. The copper alloy wire can be produced in a converted state, and then the precipitation strengthened alloy wire obtained by precipitation hardening can be produced in a large amount and at a low cost in a short time.
According to this invention, generation | occurrence | production of malfunctions, such as a disconnection, a blister, and poor welding, can be avoided.
本発明の、コルソン系合金等の析出強化型銅合金を連続鋳造圧延する銅合金線材の製造方法を詳細に説明する。ここで、本発明の代表例として以下にコルソン合金(Cu−Ni−Si系銅合金)の製造方法について示すが、析出強化型銅合金であれば他の合金系についても同様な方法で製造することができる。
本発明の製造方法により得られる線材はコルソン系銅合金等の析出強化型合金からなる。例えば、コルソン系銅合金は、Niを1.0〜5.0質量%、Siを0.25〜1.5質量%含有し、残部がCuおよび不可避的な不純物元素を含有するものが一般的である。
Niの含有量を1.0〜5.0質量%に規定する理由は、強度を向上させるため、及び後述するように、連続鋳造圧延工程のうち圧延工程の中間または圧延工程の直後の銅合金線材の中間材について焼入れを行った場合に溶体化処理後の状態(溶体化状態)若しくはそれに近い状態の銅合金線材を得られるようにするためである。1.0質量%未満では十分な強度が得られず、5.0質量%を超えると、圧延工程の中間または圧延工程の直後に焼入れを行っても溶体化状態若しくはそれに近い状態にすることが困難となる。Niの含有量は、好ましくは1.5〜4.5質量%、より好ましくは1.8〜4.2質量%である。
また、Siを0.25〜1.5質量%に規定する理由は、Niと化合物を形成して強度を向上させること、及び上記Niと同様に、圧延工程の中間または圧延工程の直後の銅合金線材の中間材について焼入れを行った場合に溶体化状態若しくはそれに近い状態の銅合金線材を得られるようにするためである。0.25質量%未満では十分な強度が得られず、1.5質量%を超えると、圧延工程の中間または圧延工程の直後に焼入れを行っても溶体化状態若しくはそれに近い状態にすることが困難となる。Siの含有量は、好ましくは0.35〜1.25質量%、より好ましくは0.5〜1.0質量%である。
The manufacturing method of the copper alloy wire which carries out continuous casting rolling of precipitation strengthening type copper alloys, such as a Corson type alloy, of the present invention is explained in detail. Here, as a representative example of the present invention, a method for producing a Corson alloy (Cu—Ni—Si-based copper alloy) will be described below. However, if a precipitation strengthened copper alloy is used, other alloy systems are produced by the same method. be able to.
The wire obtained by the production method of the present invention is made of a precipitation strengthened alloy such as a Corson copper alloy. For example, a Corson copper alloy generally contains 1.0 to 5.0 mass% Ni, 0.25 to 1.5 mass% Si, and the remainder contains Cu and inevitable impurity elements. It is.
The reason why the content of Ni is specified to be 1.0 to 5.0 mass% is to improve the strength and, as will be described later, in the middle of the rolling process or immediately after the rolling process in the continuous casting rolling process This is to obtain a copper alloy wire in a state after solution treatment (solution state) or a state close thereto when the intermediate material of the wire is quenched. If it is less than 1.0% by mass, sufficient strength cannot be obtained, and if it exceeds 5.0% by mass, it may be in a solution state or a state close to that even if quenching is performed in the middle of the rolling process or immediately after the rolling process. It becomes difficult. The content of Ni is preferably 1.5 to 4.5% by mass, more preferably 1.8 to 4.2% by mass.
Moreover, the reason for prescribing Si to 0.25 to 1.5 mass% is to form a compound with Ni to improve the strength, and like Ni, copper in the middle of the rolling process or immediately after the rolling process This is to obtain a copper alloy wire in a solution state or a state close thereto when the intermediate material of the alloy wire is quenched. If it is less than 0.25% by mass, sufficient strength cannot be obtained, and if it exceeds 1.5% by mass, it can be in a solution state or a state close to that even if quenching is performed in the middle of the rolling process or immediately after the rolling process. It becomes difficult. The content of Si is preferably 0.35 to 1.25% by mass, and more preferably 0.5 to 1.0% by mass.
さらに、前記の銅合金は、Ag、Mg、Mn、Zn、Sn、P、FeおよびCrからなる群から選択される少なくとも1つの元素を0.1〜1.0質量%含有していても良い。これらの金属元素が0.1〜1.0質量%含有されていると、強度が優れるためである。0.1質量%未満ではその効果が十分現れず、1.0質量%を超えると、圧延工程の中間または圧延工程の直後の銅合金線材の中間材について焼入れを行った場合に溶体化状態若しくはそれに近い状態にすることが困難となる。これらの元素の含有量は、好ましくは0.11〜0.8質量%、より好ましくは0.12〜0.6質量%である。
さらにまた、前記の銅合金は、上記Niの含有量の一部あるいは場合によっては全部をCoに代えてもよい。この場合、NiとCoは合計で1.0〜5.0質量%(好ましくは1.5〜4.5質量%、より好ましくは1.8〜4.2質量%)含有される。Coは、Siとの化合物形成の点でNiと同様の作用効果を示し、強度向上に寄与するものである。これらの元素を添加することで時効処理後の線材の特性改善が図れるが、基本的には圧延工程の中間または圧延工程の直後の焼入れ温度に着目することで、例えば、時効処理後の機械的特性(強度)等の性能を制御できることが判明した。
Furthermore, the copper alloy may contain 0.1 to 1.0% by mass of at least one element selected from the group consisting of Ag, Mg, Mn, Zn, Sn, P, Fe and Cr. . It is because the strength is excellent when these metal elements are contained in an amount of 0.1 to 1.0% by mass. If the amount is less than 0.1% by mass, the effect does not sufficiently appear, and if it exceeds 1.0% by mass, the solution is in a solution state when the intermediate material of the copper alloy wire immediately after the rolling process or immediately after the rolling process is quenched. It becomes difficult to make it close to that. The content of these elements is preferably 0.11 to 0.8% by mass, more preferably 0.12 to 0.6% by mass.
Furthermore, in the copper alloy, a part of the Ni content or in some cases the whole may be replaced with Co. In this case, Ni and Co are contained in a total amount of 1.0 to 5.0 mass% (preferably 1.5 to 4.5 mass%, more preferably 1.8 to 4.2 mass%). Co exhibits the same effect as Ni in terms of forming a compound with Si, and contributes to strength improvement. By adding these elements, it is possible to improve the properties of the wire after the aging treatment, but basically, by focusing on the quenching temperature in the middle of the rolling process or immediately after the rolling process, for example, mechanical properties after the aging treatment It has been found that performance such as characteristics (strength) can be controlled.
また、本発明の銅合金線材の製造方法が適用される銅合金の例として、上述したコルソン合金の他に、(1)Niを0.5〜15.0質量%(好ましくは1.0〜13.0質量%、より好ましくは4.0〜10.0質量%)、Snを0.5〜4.0質量%(好ましくは0.7〜4.0質量%、より好ましくは2.0〜4.0質量%)含有し、残部がCuおよび不可避的な不純物元素から構成される銅合金、(2)Niを0.5〜15.0質量%(好ましくは1.0〜13.0質量%、より好ましくは4.0〜10.0質量%)、Snを0.5〜4.0質量%(好ましくは0.7〜4.0質量%、より好ましくは2.0〜4.0質量%)含有し、さらにAg、Mg、Mn、Zn、P、FeおよびCrからなる群から選択される少なくとも1つの元素を0.02〜1.0質量%(好ましくは0.05〜0.8質量%、より好ましくは0.1〜0.8質量%)含有し、残部がCuおよび不可避的な不純物元素から構成される銅合金、(3)Niを0.5〜5.0質量%(好ましくは1.0〜5.0質量%、より好ましくは2.0〜4.5質量%)、Tiを0.1〜1.0質量%(好ましくは0.2〜0.8質量%、より好ましくは0.5〜0.8質量%)含有し、残部がCuおよび不可避的な不純物元素から構成される銅合金、(4)Niを0.5〜5.0質量%(好ましくは1.0〜5.0質量%、より好ましくは2.0〜4.5質量%)、Tiを0.1〜1.0質量%(好ましくは0.2〜0.8質量%、より好ましくは0.5〜0.8質量%)、さらにAg、Mg、Mn、Zn、Sn、P、FeおよびCrからなる群から選択される少なくとも1つの元素を0.02〜1.0質量%(好ましくは0.05〜0.8質量%、より好ましくは0.1〜0.8質量%)含有し、残部がCuおよび不可避的な不純物元素から構成される銅合金、(5)Crを0.5〜2.0質量%(好ましくは0.5〜1.5質量%、より好ましくは0.5〜1.2質量%)含有し、残部がCuおよび不可避的な不純物元素から構成される銅合金、(6)Crを0.5〜2.0質量%(好ましくは0.5〜1.5質量%、より好ましくは0.5〜1.2質量%)、さらにAg、Mg、Mn、Zn、Sn、PおよびFeからなる群から選択される少なくとも1つの元素を0.02〜1.0質量%(好ましくは0.05〜0.8質量%、より好ましくは0.1〜0.8質量%)含有し、残部がCuおよび不可避的な不純物元素から構成される銅合金、(7)Crを0.5〜2.0質量%(好ましくは0.5〜1.5質量%、より好ましくは0.5〜1.2質量%)、Zrを0.01〜1.0質量%(好ましくは0.1〜1.0質量%、より好ましくは0.2〜0.8質量%)含有し、残部がCuおよび不可避的な不純物元素から構成される銅合金、(8)Crを0.5〜2.0質量%(好ましくは0.5〜1.5質量%、より好ましくは0.5〜1.2質量%)、Zrを0.01〜1.0質量%(好ましくは0.1〜1.0質量%、より好ましくは0.2〜0.8質量%)含有し、Ag、Mg、Mn、Zn、Sn、PおよびFeからなる群から選択される少なくとも1つの元素を0.02〜1.0質量%(好ましくは0.05〜0.8質量%、より好ましくは0.1〜0.8質量%)含有し、残部がCuおよび不可避的な不純物元素から構成される銅合金、(9)Feを0.5〜5.0質量%(好ましくは1.0〜4.5質量%、より好ましくは2.0〜4.0質量%)、Pを0.01〜1.0質量%(好ましくは0.1〜0.5質量%、より好ましくは0.2〜0.5質量%)含有し、残部がCuおよび不可避的な不純物元素から構成される銅合金、(10)Feを0.5〜5.0質量%(好ましくは1.0〜4.5質量%、より好ましくは2.0〜4.0質量%)、Pを0.01〜1.0質量%(好ましくは0.1〜0.5質量%、より好ましくは0.2〜0.5質量%)含有し、Ag、Mg、Mn、Zn、SnおよびCrからなる群から選択される少なくとも1つの元素を0.02〜1.0質量%(好ましくは0.05〜0.8質量%、より好ましくは0.1〜0.8質量%)含有し、残部がCuおよび不可避的な不純物元素から構成される銅合金、(11)Feを0.5〜5.0質量%(好ましくは1.0〜4.5質量%、より好ましくは2.0〜4.0質量%)、Znを1.0〜10.0質量%(好ましくは2.0〜10.0質量%、より好ましくは2.0〜8.0質量%)を含有し残部がCuおよび不可避的な不純物元素から構成される銅合金、(12)Feを0.5〜5.0質量%(好ましくは1.0〜4.5質量%、より好ましくは2.0〜4.0質量%)、Znを1.0〜10.0質量%(好ましくは2.0〜10.0質量%、より好ましくは2.0〜8.0質量%)を含有し、さらにAg、Mg、Mn、P、SnおよびCrからなる群から選択される少なくとも1つの元素を0.02〜1.0質量%(好ましくは0.05〜0.8質量%、より好ましくは0.1〜0.8質量%)を含有し残部がCuおよび不可避的な不純物元素から構成される銅合金、などが挙げられる。 Moreover, as an example of the copper alloy to which the manufacturing method of the copper alloy wire of the present invention is applied, in addition to the above-described Corson alloy, (1) Ni is 0.5 to 15.0 mass% (preferably 1.0 to 13.0 mass%, more preferably 4.0-10.0 mass%), Sn 0.5-4.0 mass% (preferably 0.7-4.0 mass%, more preferably 2.0 -4.0 mass%), a copper alloy containing the balance of Cu and inevitable impurity elements, (2) 0.5-15.0 mass% (preferably 1.0-13.0) of Ni % By mass, more preferably 4.0-10.0% by mass, and Sn by 0.5-4.0% by mass (preferably 0.7-4.0% by mass, more preferably 2.0-4. 0 mass%) and at least one selected from the group consisting of Ag, Mg, Mn, Zn, P, Fe and Cr Containing 0.02 to 1.0% by mass of element (preferably 0.05 to 0.8% by mass, more preferably 0.1 to 0.8% by mass), the balance being Cu and inevitable impurity elements Constructed copper alloy, (3) 0.5 to 5.0 mass% (preferably 1.0 to 5.0 mass%, more preferably 2.0 to 4.5 mass%) of Ni, and 0 to Ti 0.1-1.0% by mass (preferably 0.2-0.8% by mass, more preferably 0.5-0.8% by mass), with the balance being composed of Cu and inevitable impurity elements Copper alloy, (4) 0.5 to 5.0 mass% (preferably 1.0 to 5.0 mass%, more preferably 2.0 to 4.5 mass%) of Ni, 0.1 to 0.1 mass of Ti 1.0% by mass (preferably 0.2 to 0.8% by mass, more preferably 0.5 to 0.8% by mass), Ag, Mg, Mn, Zn, S , P, Fe and Cr, at least one element selected from the group consisting of 0.02 to 1.0 mass% (preferably 0.05 to 0.8 mass%, more preferably 0.1 to 0.8 mass%). Copper alloy composed of Cu and inevitable impurity elements, and (5) 0.5 to 2.0% by mass (preferably 0.5 to 1.5% by mass) (Preferably 0.5 to 1.2% by mass), with the balance being a copper alloy composed of Cu and inevitable impurity elements, (6) 0.5 to 2.0% by mass (preferably 0.8%). 5 to 1.5% by mass, more preferably 0.5 to 1.2% by mass), and at least one element selected from the group consisting of Ag, Mg, Mn, Zn, Sn, P, and Fe is added in an amount of 0.0. 02 to 1.0% by mass (preferably 0.05 to 0.8% by mass, more preferably 0 0.1 to 0.8% by mass), the balance being a copper alloy composed of Cu and inevitable impurity elements, (7) 0.5 to 2.0% by mass of Cr (preferably 0.5 to 1) 0.5% by mass, more preferably 0.5-1.2% by mass), Zr 0.01-1.0% by mass (preferably 0.1-1.0% by mass, more preferably 0.2-0.2% by mass). 0.8 mass%), a copper alloy containing the balance of Cu and inevitable impurity elements, (8) 0.5 to 2.0 mass% (preferably 0.5 to 1.5 mass%) of Cr %, More preferably 0.5-1.2% by mass), Zr 0.01-1.0% by mass (preferably 0.1-1.0% by mass, more preferably 0.2-0.8% by mass). Mass%) and containing at least one element selected from the group consisting of Ag, Mg, Mn, Zn, Sn, P, and Fe in a range of 0.02-1. (9) a copper alloy containing 5% by mass (preferably 0.05 to 0.8% by mass, more preferably 0.1 to 0.8% by mass), the balance being composed of Cu and inevitable impurity elements; Fe is 0.5 to 5.0 mass% (preferably 1.0 to 4.5 mass%, more preferably 2.0 to 4.0 mass%), and P is 0.01 to 1.0 mass% ( A copper alloy containing 0.1 to 0.5% by mass, more preferably 0.2 to 0.5% by mass), the balance being made of Cu and inevitable impurity elements, and (10) Fe of 0 0.5 to 5.0% by mass (preferably 1.0 to 4.5% by mass, more preferably 2.0 to 4.0% by mass), and P to 0.01 to 1.0% by mass (preferably 0 0.1 to 0.5% by mass, more preferably 0.2 to 0.5% by mass), and is composed of Ag, Mg, Mn, Zn, Sn, and Cr. 0.02 to 1.0% by mass (preferably 0.05 to 0.8% by mass, more preferably 0.1 to 0.8% by mass) of at least one element selected from the group, A copper alloy composed of Cu and inevitable impurity elements, (11) Fe in an amount of 0.5 to 5.0% by mass (preferably 1.0 to 4.5% by mass, more preferably 2.0 to 4.%). 0 mass%), Zn is contained in an amount of 1.0 to 10.0 mass% (preferably 2.0 to 10.0 mass%, more preferably 2.0 to 8.0 mass%) with the balance being Cu and inevitable Copper alloy composed of typical impurity elements, (12) 0.5 to 5.0 mass% (preferably 1.0 to 4.5 mass%, more preferably 2.0 to 4.0 mass%) Fe ), Zn in an amount of 1.0 to 10.0 mass% (preferably 2.0 to 10.0 mass%, more preferably 2.0 to 8. mass%). And at least one element selected from the group consisting of Ag, Mg, Mn, P, Sn and Cr is contained in an amount of 0.02 to 1.0% by mass (preferably 0.05 to 0.00%). 8 mass%, more preferably 0.1-0.8 mass%), and the remainder is made of copper alloy composed of Cu and inevitable impurity elements.
次に、本発明の銅合金線材の製造方法について説明する。本発明の製造方法では、析出強化型の銅合金の溶銅をそのプロセスに注湯し、そのプロセスに注湯した溶銅中に銅合金の種線を浸漬させて、その種線の外周に溶融金属を付着させた鋳塊を得、これを圧延して銅合金線材を形成する、いわゆるディップ・フォーミング・プロセスが用いられる。ここで、種線を構成する銅合金の組成は、溶銅を構成する銅合金の組成と実質的に同一とすることでほぼ均質な銅合金線材を得ることができ、種線を構成する銅合金が溶銅を構成する銅合金と異なる組成である場合には、前記銅合金線材の表面側に前記析出強化型の銅合金の溶銅に由来する成分を有し、前記銅合金線材の中心側に前記銅合金の種線に由来する成分を有する銅合金線材を得ることができる。
本発明の銅合金線材の製造方法について、図面を参照して、本発明に係る実施形態の種々の例について説明する。なお、各図において同一要素には同一符号を付して重複する説明を省略する。また、以下の実施形態および各実施例において、特に断りのない限り、種線を構成する銅合金の組成と、溶銅を構成する銅合金の組成とは実質的に同一であるものとする。
図1は本発明で採用するディップ・フォーミング・プロセスにおける連続鋳造圧延装置の一例の概略図である。
図1に示すように、電気炉(1)において原料銅を1090〜1150℃で溶解させ、溶銅を溶解炉(1)から樋(2)を通して保持炉(溝型誘導炉若しくは坩堝型誘導炉)(3)へ出湯させた後、保持炉(3)内において1100〜1200℃で滞留させながら、保持炉(3)内の溶銅を、樋(4)を通して誘導加熱炉(5)へ移送する。その後、保持炉(3)若しくは誘導加熱炉(5)にて、添加装置(6)から合金元素成分を固体若しくは液体で添加して、所定の合金組成となるように調整し、溶融させる。
Next, the manufacturing method of the copper alloy wire of this invention is demonstrated. In the production method of the present invention, molten copper of a precipitation strengthening type copper alloy is poured into the process, the seed wire of the copper alloy is immersed in the molten copper poured into the process, and the outer periphery of the seed wire is immersed. A so-called dip forming process is used in which an ingot with a molten metal attached is obtained and rolled to form a copper alloy wire. Here, the composition of the copper alloy constituting the seed wire is substantially the same as the composition of the copper alloy constituting the molten copper, whereby a substantially homogeneous copper alloy wire can be obtained, and the copper constituting the seed wire When the alloy has a composition different from that of the copper alloy constituting the molten copper, the copper alloy wire has a component derived from the molten copper of the precipitation strengthened copper alloy on the surface side of the copper alloy wire, and the center of the copper alloy wire A copper alloy wire having a component derived from the seed wire of the copper alloy on the side can be obtained.
About the manufacturing method of the copper alloy wire of this invention, with reference to drawings, the various examples of embodiment which concerns on this invention are demonstrated. In addition, in each figure, the same code | symbol is attached | subjected to the same element and the overlapping description is abbreviate | omitted. In the following embodiments and examples, unless otherwise specified, the composition of the copper alloy constituting the seed wire and the composition of the copper alloy constituting the molten copper are substantially the same.
FIG. 1 is a schematic view of an example of a continuous casting and rolling apparatus in a dip forming process employed in the present invention.
As shown in FIG. 1, raw copper is melted at 1090 to 1150 ° C. in an electric furnace (1), and the molten copper is passed from the melting furnace (1) to the holding furnace (2) ) After the hot water is discharged to (3), the molten copper in the holding furnace (3) is transferred to the induction heating furnace (5) through the trough (4) while staying at 1100 to 1200 ° C. in the holding furnace (3). To do. Thereafter, in the holding furnace (3) or the induction heating furnace (5), the alloy element component is added as a solid or liquid from the addition device (6), adjusted to have a predetermined alloy composition, and melted.
前記の銅合金のうちで溶湯としたとき、例えばコルソン合金溶湯は、酸素との親和力が高いSi等を含有するために、溶銅中の酸素ポテンシャルは大変低い状態となっている。それ故に溶銅中の水素ポテンシャルは逆に高い状態となっている。したがって、このような銅合金の場合には予めこの誘導加熱炉中の溶銅の脱水素処理を施すのが好ましい。また、ポーラス・プラグ(7)からバブリングされる気泡により合金溶湯との濡れ性が悪い酸化物が吸着されて除去される。この溶銅中のSi等の酸素との親和力が高い元素の酸化を防止するために、樋(8)の上部空間は不活性ガス若しくは還元性ガスで覆っておくのがよい。しかし、僅かな酸化物でも鋳塊に巻き込まれると得られる線材製品の断線等の不具合を生じる恐れがあるから、好ましくは樋4にセラミックス・フィルター(9)(図2)を設置する。なお、このフィルター(9)直前での樋(4)中の溶銅の流れはレイノルズ数で10000以下であることが好ましく、3000以下であることがより好ましい。 When a molten metal is used among the above copper alloys, for example, the Corson alloy molten metal contains Si having a high affinity with oxygen, and therefore the oxygen potential in the molten copper is in a very low state. Therefore, the hydrogen potential in the molten copper is in a high state. Therefore, in the case of such a copper alloy, it is preferable to dehydrogenate the molten copper in the induction heating furnace in advance. Further, oxides having poor wettability with the molten alloy are adsorbed and removed by bubbles bubbled from the porous plug (7). In order to prevent oxidation of elements having high affinity with oxygen such as Si in the molten copper, the upper space of the ridge (8) is preferably covered with an inert gas or a reducing gas. However, if even a small amount of oxide is involved in the ingot, there is a risk of problems such as disconnection of the obtained wire product. In addition, it is preferable that it is 10000 or less in Reynolds number, and, as for the flow of the molten copper in the ridge (4) just before this filter (9), it is 3000 or less.
保持炉(3)からの溶銅は、樋(4)を通って誘導加熱炉(5)内に連続的に移送され、その溶湯を不活性ガス若しくは還元性ガスでシールされた状態でディップ・フォーミング・プロセスにて炉底部から供給される種線の周囲に溶湯を密着させ銅合金層を形成させ凝固させる。そして、鋳塊の直径が種線の直径を基準として最大約165%となるように鋳塊を形成する。なお、その際に使用する種線は必ずしも溶体化状態である必要はない。この種線は、鋳造・熱間圧延初期の高温状態で溶体化状態となるためである。
この種線の周囲に凝固した鋳塊の温度をできるだけ低下させない状態(好ましくは900℃以上)で、連続熱間圧延機例えば圧延ロール(10)(2方ロール方式、好ましくは3方ロール方式)で所定の線径まで圧延を行い銅合金線材の中間材が得られる。連続鋳造圧延工程については、種線を溶銅内に浸漬した後300秒以内に鋳造工程および圧延工程を完了させるのが好ましい。このようにして得られた銅合金線材、典型的には、前記圧延工程の中間または前記圧延工程の直後における前記銅合金線材の中間材、例えば、圧延工程終了直後の銅合金線材(例えば線径φ8mm)を、600℃以上、好ましくは700℃以上、より好ましくは750℃以上、さらに好ましくは800℃以上の温度から、好ましくは200℃以下に急冷して焼入れを施す。具体的には図示するように焼入れは、連続圧延機の後方に位置する冷却装置(11)(例えば水冷装置)で、金属間化合物が析出しない冷却速度で急冷することにより行う。なお、冷却装置は連続圧延機の中間に設置されていてもよい。本発明の製造方法によれば、ほぼ溶体化状態の銅合金線材を製造することができ、従来の製造方法で必須であった溶体化処理(例えば、900℃で30分保持などの熱処理工程)を省くことができ、かつ、時効工程で十分な金属間化合物の析出が可能となる。上記の冷却速度は、好ましくは100℃/sec以上である。
The molten copper from the holding furnace (3) is continuously transferred into the induction heating furnace (5) through the trough (4), and the molten metal is sealed with an inert gas or a reducing gas. In the forming process, the molten metal is brought into close contact with the seed wire supplied from the furnace bottom to form a copper alloy layer and solidify. Then, the ingot is formed so that the diameter of the ingot is about 165% at maximum with respect to the diameter of the seed line. In addition, the seed line used in that case does not necessarily need to be in a solution state. This is because the seed wire is in a solution state at a high temperature in the initial stage of casting and hot rolling.
In a state where the temperature of the ingot solidified around the seed wire is not lowered as much as possible (preferably 900 ° C. or more), a continuous hot rolling mill such as a rolling roll (10) (two-sided roll method, preferably a three-way roll method). And rolling to a predetermined wire diameter to obtain an intermediate material of a copper alloy wire. About a continuous casting rolling process, it is preferable to complete a casting process and a rolling process within 300 second after immersing a seed wire in molten copper. The copper alloy wire thus obtained, typically, an intermediate material of the copper alloy wire in the middle of the rolling step or immediately after the rolling step, for example, a copper alloy wire (for example, a wire diameter immediately after completion of the rolling step). φ8 mm) is quenched by quenching from a temperature of 600 ° C. or higher, preferably 700 ° C. or higher, more preferably 750 ° C. or higher, more preferably 800 ° C. or higher, preferably 200 ° C. or lower. Specifically, as shown in the figure, quenching is performed by quenching with a cooling device (11) (for example, a water cooling device) located behind the continuous rolling mill at a cooling rate at which no intermetallic compound precipitates. In addition, the cooling device may be installed in the middle of the continuous rolling mill. According to the production method of the present invention, a copper alloy wire in a substantially solution state can be produced, and a solution treatment that is essential in the conventional production method (for example, a heat treatment step such as holding at 900 ° C. for 30 minutes). In addition, sufficient intermetallic compounds can be deposited in the aging process. The cooling rate is preferably 100 ° C./sec or more.
本発明の方法における連続鋳造圧延を行う設備構成の別の例の概略をさらに図面を参照して説明する。
図2に示す装置は、図1の溶解炉が溝型電気炉ではなく、坩堝型誘導炉(12)であり、原料には電気銅以外の工程転回屑などを使用するものである。スクラップを使用する為により積極的に脱酸・脱水素を図る回転脱ガス装置ユニット(13)を設けることが好ましい。
脱酸処理は、次のようにして行うことができる。図1に示す保持炉(3)内に予めガスバーナーなどで加熱させた木炭を投入し、保持炉下部のインダクターからの吐出流で積極的に撹拌することで脱酸を図る。さらに、回転脱ガス装置を用いてより積極的に溶銅を撹拌することで、脱酸が促進する。ここで溶銅中の酸素は粒状木炭と反応して、炭酸ガスとなり、除去される。
脱水素処理は、溶銅を、図1に示した非酸化ガス雰囲気に保持された樋(2)中を上下あるいは左右に迂回させながら通すことで非酸化ガスと接触させる、脱ガス手段によって行うことができる。さらに、回転脱ガス装置から溶銅内に吹き込まれた不活性ガス若しくは還元性ガスによって除去することが出来る。脱水素は、脱酸処理後に行っても、脱酸処理と同時に行ってもよい。
The outline of another example of the equipment configuration for performing continuous casting and rolling in the method of the present invention will be further described with reference to the drawings.
In the apparatus shown in FIG. 2, the melting furnace of FIG. 1 is not a groove type electric furnace but a crucible type induction furnace (12), and a process turning scrap other than electrolytic copper is used as a raw material. In order to use scrap, it is preferable to provide a rotary degassing unit (13) that performs deoxidation and dehydrogenation more actively.
The deoxidation treatment can be performed as follows. Charcoal that has been heated with a gas burner or the like in advance is placed in the holding furnace (3) shown in FIG. 1, and deoxidation is achieved by positively stirring with the discharge flow from the inductor at the bottom of the holding furnace. Furthermore, deoxidation is accelerated | stimulated by stirring molten copper more actively using a rotary degassing apparatus. Here, the oxygen in the molten copper reacts with the granular charcoal to become carbon dioxide gas and is removed.
The dehydrogenation treatment is performed by a degassing means for bringing the molten copper into contact with the non-oxidizing gas by passing the molten copper in the non-oxidizing gas atmosphere shown in FIG. be able to. Further, it can be removed by an inert gas or a reducing gas blown into the molten copper from the rotary degasser. Dehydrogenation may be performed after the deoxidation treatment or simultaneously with the deoxidation treatment.
図1、2に示す装置では、添加装置(6)から合金元素を誘導加熱炉(3)へ添加し、所定の合金組成となるように調整し、銅合金の溶銅を得ているが、銅合金組成中、Niは原料銅の溶銅比重と比較して大きく、Siは原料銅の溶銅比重と比較して小さいために、静置若しくは層流状態の溶銅流れにNiを投入すると底部に沈殿するし、Siは溶銅表面近傍に高濃度領域を形成するので、沈降するまでに溶解できる細かいNiを添加するか、さらに好ましくは機械、ガス、電磁誘導等により撹拌した状態で粗大なNiやSiを投入するのが好ましい。さらに、より好ましくは添加装置で予め溶解した高濃度溶湯を定量若しくは間欠的に一定量を添加する方法がある。具体的には、坩堝型誘導炉にて溶解後、傾動制御若しくは圧力出湯制御を行う。
また、酸素との親和力のたいへん大きいSiを添加する際に予め溶銅中の酸素濃度を100ppm以下、好ましくは10ppm以下までに低減させることが必要である。何故なら、溶銅中の酸素とSiが反応し、添加材表面にSiO2を形成し連続溶解が阻害されることを回避するためである。
In the apparatus shown in FIGS. 1 and 2, the alloying element is added from the adding apparatus (6) to the induction heating furnace (3) and adjusted to have a predetermined alloy composition to obtain a molten copper alloy, In the copper alloy composition, Ni is larger than the molten copper specific gravity of the raw copper, and Si is smaller than the molten copper specific gravity of the raw copper, so when Ni is introduced into the molten copper flow in a stationary or laminar flow state Since it precipitates at the bottom and Si forms a high-concentration region near the surface of the molten copper, it is necessary to add fine Ni that can be dissolved before settling, or more preferably coarsely in a state of stirring by machine, gas, electromagnetic induction, etc. Ni or Si is preferably added. More preferably, there is a method in which a high-concentration molten metal previously melted by an adding device is quantitatively or intermittently added in a constant amount. Specifically, after melting in a crucible induction furnace, tilt control or pressure hot water control is performed.
In addition, when adding Si having a great affinity for oxygen, it is necessary to reduce the oxygen concentration in the molten copper to 100 ppm or less, preferably 10 ppm or less in advance. The reason is to avoid that oxygen in molten copper reacts with Si to form SiO 2 on the surface of the additive and hinder continuous dissolution.
さらに図3に示すように、シャフト炉(14)にて連続的に銅を溶解することでさらに生産性を向上させることが出来る。またさらに、電気銅を原料として溶解する際に電気銅からの硫黄(S)の持ち込みを回避できる(弱酸化溶解によりSを除去する)。但し、シャフト炉から製出される溶銅中には高濃度の酸素・水素が含有している。これを連続的に除去するために、脱酸脱水素装置(15)を樋(2)に設置し、酸素・水素を除去(溶銅中酸素:10ppm以下、水素:0.3ppm以下にすることが好ましい)した後に合金元素を添加する。 Further, as shown in FIG. 3, productivity can be further improved by continuously dissolving copper in the shaft furnace (14). Furthermore, when electrolytic copper is dissolved as a raw material, it is possible to avoid bringing in sulfur (S) from the electrolytic copper (removing S by weak oxidation dissolution). However, the molten copper produced from the shaft furnace contains a high concentration of oxygen and hydrogen. In order to remove this continuously, a deoxidation / dehydrogenation device (15) is installed in the trough (2) to remove oxygen and hydrogen (oxygen in molten copper: 10 ppm or less, hydrogen: 0.3 ppm or less). Alloy elements are added after the
ディップ・フォーミング・プロセスでは、溶銅へ種線を浸漬させる前に真空チャンバー(16)の入側に皮剥きダイス17を設置し、種線を矢印方向に走行させ、種線表面を除去する(図4,5)。しかし、コルソン合金は切削性が悪いために皮剥きダイスを通す際に銅粉や油が付着したままで、溶銅中に浸漬される。この状態では、種線と新生凝固層との間に空隙が発生し、熱間圧延においても圧着することなく素材欠陥として残存し、断線・ブリスター・溶接不良などの不具合が発生する。これを回避すべく図4に示すような皮剥きダイス直後に不活性ガス若しくは還元性ガスを種線表面に高速で吹き付けるガス吹付け(18)を設け、表面の付着物を除去・回収する回収器(19)を使用する。 In the dip forming process, before dipping the seed wire into the molten copper, a peeling die 17 is placed on the entry side of the vacuum chamber (16), and the seed wire is run in the direction of the arrow to remove the seed wire surface ( Figures 4 and 5). However, since the Corson alloy has poor machinability, it is immersed in the molten copper while copper powder and oil remain attached when passing through a peeling die. In this state, a void is generated between the seed wire and the newly solidified layer, and remains as a material defect without being pressure-bonded even in hot rolling, and problems such as disconnection, blistering, and poor welding occur. In order to avoid this, a gas spray (18) for spraying an inert gas or a reducing gas on the surface of the seed line at a high speed immediately after the peeling die as shown in FIG. 4 is provided to remove and collect the deposits on the surface. Use the vessel (19).
(0020)
また、生産性を向上させる上で長時間の連続鋳造圧延が必要となるが、この皮剥きダイスの磨耗による皮剥き不安定が発生する。不安定な状態では上述の欠陥(断線・ブリスター・溶接不良)が発生する。この現象を早期発見するために、真空チャンバー(16)内に渦流探傷器(20)を設置するのがよい。
(0020)
Further, in order to improve productivity, continuous casting and rolling for a long time is required. However, instability of the peeling due to wear of the peeling die occurs. In the unstable state, the above-mentioned defects (disconnection, blister, poor welding) occur. In order to detect this phenomenon at an early stage, it is preferable to install an eddy current flaw detector (20) in the vacuum chamber (16).
この長時間製造を可能とするために、皮剥きダイス表面にTiCコーティングを施すことも好ましい。 In order to enable long-time production, it is also preferable to apply a TiC coating to the surface of the peeling die.
また、二方ロールでは鋳塊を熱間圧延する際の初期3パスにおいて、減面率({(初期鋳塊断面積−3パス圧延後面積)}×100÷初期鋳塊面積)が40%以上、更に好ましくは55%以上の圧下を加えることでポロシティの減少が図れる。三方ロールでは減面率が、20%以上さらに好ましくは30%以上の圧下を加えることでポロシティの減少が図れる。 Further, in the two-way roll, in the initial three passes when the ingot is hot-rolled, the area reduction ratio ({(initial ingot cross-sectional area−3 area after rolling)} × 100 ÷ initial ingot area) is 40%. More preferably, the porosity can be reduced by applying a reduction of 55% or more. With a three-way roll, the porosity can be reduced by applying a reduction in the area reduction rate of 20% or more, more preferably 30% or more.
最後に、熱間圧延された材料を焼入れする際に、線材表面に発生した酸化膜(酸化銅、SiO2及びその他添加元素酸化物)を除去することが経済的であるので好ましい。具体的には、アルコールや鉱酸を含む水中に高温線材を強制的に浸漬することで表面酸化物を容易に除去できる。その冷却媒体は静置状態でも特に問題は無いが、乱流状態であることが好ましい。なお、銅合金線材を更に皮剥きする場合には、その手段は特に限定されないが、例えば水中浸漬手段によれば問題なく実施することができる。
種線は、好ましくは直径6〜18mmの銅合金線を用いるが、これに制限されるものではない。
Finally, when quenching the hot-rolled material, it is preferable to remove oxide films (copper oxide, SiO 2 and other additive element oxides) generated on the surface of the wire because it is economical. Specifically, the surface oxide can be easily removed by forcibly immersing the high-temperature wire in water containing alcohol or mineral acid. The cooling medium is not particularly problematic even in a stationary state, but is preferably in a turbulent state. In addition, when peeling a copper alloy wire further, the means is not specifically limited, For example, according to a water immersion means, it can implement without a problem.
The seed wire is preferably a copper alloy wire having a diameter of 6 to 18 mm, but is not limited thereto.
本発明によれば、コルソン合金等の析出強化型合金で形成された線材に対して、溶体化のための熱処理を施すことなく、鋳造工程と圧延工程とを連続的に行う連続鋳造圧延機を用いて溶体化状態の銅合金線材を製造でき、その後の一般的な伸線・時効処理を経て、析出硬化したコルソン合金等の析出強化型合金線材を短時間に大量かつ低コストで製造できる。その結果の一例として、従来に比べ安価なワイヤー・ハーネスを大量に供給することができる。
また、本発明によれば、鋳塊の小断面化が図れ、圧延機の小型化が達成できる。
According to the present invention, there is provided a continuous casting rolling machine that continuously performs a casting process and a rolling process on a wire formed of a precipitation strengthened alloy such as a Corson alloy without performing a heat treatment for solution treatment. It can be used to produce a copper alloy wire in a solution state, and through subsequent general wire drawing / aging treatment, a precipitation strengthened alloy wire such as a precipitation-hardened Corson alloy can be produced in a short time in a large amount and at a low cost. As an example of the result, it is possible to supply a large amount of wire harnesses that are less expensive than conventional ones.
Further, according to the present invention, the ingot can be reduced in cross section, and the rolling mill can be reduced in size.
次に、本発明を実施例に基づいてさらに詳細に説明するが、本発明はこれに制限されるものではない。 Next, the present invention will be described in more detail based on examples, but the present invention is not limited thereto.
(実施例1)
表1に示す合金組成を有する銅合金溶湯と銅合金種線とを用いて、図1で表わしたディップ・フォーミング・プロセスを実現するための連続鋳造圧延装置により銅合金線材を製造した。圧延機については、表1の圧延機の欄に示す圧延ロール10を設けたものを使用した。銅合金線材の線径については、表1の線径の欄に表示の線径とし、ここでは線径が6〜10mmの範囲とした。鋳塊の直径は種線の直径の163%となるようにした。また、鋳塊の直径は、線径が6mmの場合は16.5mm、線径が8mmの場合は22mm、線径が10mmの場合は27.5mmとした。本発明の方法により製造したものをNo.1〜16に示す。焼入れ時の銅合金線材の温度(焼入れ温度)を表1の焼入れ温度の欄に示した。急冷は水中急冷により行い、冷却速度は150℃/secとした。また、焼入れ温度を変えた結果を比較例としてNo.17〜23に示す。なお、No.2、7と同じ組成をもつものにおいて焼き入れ温度を変えた結果が比較例としてNo.17、20に示されている。
ここで、本発明の方法により得られた銅合金線材の評価指標として、以下に説明する溶体化度を用いた。溶体化度は、
[溶体化度=(溶体化状態の導電率÷銅合金線材の導電率)×100]
の式により求めた。この式により求められる溶体化度は、時効処理後の銅合金線材の強度に関連する指標となる。
溶体化状態の導電率は、表1に示す各銅合金線材を、(固相線温度−10℃)の温度で1時間保持し、その後水中急冷を施したものを測定対象として、四端子法により測定した。また、銅合金線材の導電率は、上述の方法により得られた各銅合金線材を四端子法により測定した。これらの値に基づき、上記の式により溶体化度を求めた。
溶体化度が80%以上(好ましくは85%以上、さらに好ましくは90%以上)であれば銅合金線材の製造後(時効処理前)に別途溶体化を施す必要がなく、70%以上であれば銅合金線材の要求特性によってはその製造後に別途溶体化を施す必要がなくなる場合があり、70%未満であれば銅合金線材の製造後に別途溶体化を施す必要が生じる。
なお、表1中の圧延機の2方、3方はそれぞれ2方ロール方式圧延機、3方ロール方式圧延機を表す。
Example 1
A copper alloy wire rod was manufactured by a continuous casting and rolling apparatus for realizing the dip forming process shown in FIG. 1 by using a molten copper alloy having the alloy composition shown in Table 1 and a copper alloy seed wire. About the rolling mill, what provided the rolling
Here, as an evaluation index of the copper alloy wire obtained by the method of the present invention, the degree of solution as described below was used. The degree of solution is
[Solution degree = (Conductivity in solution state ÷ Conductivity of copper alloy wire) × 100]
It was calculated by the following formula. The degree of solution obtained by this formula is an index related to the strength of the copper alloy wire after the aging treatment.
The electrical conductivity in the solution state was determined by measuring each copper alloy wire shown in Table 1 at a temperature of (solidus temperature −10 ° C.) for 1 hour and then subjecting it to quenching in water. It was measured by. Moreover, the electrical conductivity of the copper alloy wire was measured by the four-terminal method for each copper alloy wire obtained by the above-described method. Based on these values, the degree of solution was determined by the above formula.
If the degree of solution is 80% or more (preferably 85% or more, more preferably 90% or more), there is no need to separately solution after the production of the copper alloy wire (before aging treatment). For example, depending on the required characteristics of the copper alloy wire, there is a case where it is not necessary to separately carry out a solution after the production. If it is less than 70%, it is necessary to carry out a separate solution after the production of the copper alloy wire.
In Table 1, 2 and 3 of the rolling mills represent a two-sided roll type rolling mill and a three-sided roll type rolling mill, respectively.
表1の結果から明らかなように、比較例No.17〜23はいずれも溶体化度が70%未満と低かった。すなわち、これらの線材はこのままでは強度が低く、別途溶体化処理を施さなければならないことを意味する。
これに対し、本発明の方法により得られた線材No.1〜16はいずれも、溶体化処理をしていないにもかかわらず溶体化度が80%以上と高かった。したがって、本発明によれば、製造工程を短縮でき、コルソン系合金線材を短時間かつ低コストで製造することができる。
As is clear from the results in Table 1, Comparative Example No. 17-23 all had a low solution degree of less than 70%. That is, these wires have low strength as they are, meaning that a solution treatment must be performed separately.
On the other hand, the wire No. obtained by the method of the present invention. In all of Nos. 1 to 16, the solution degree was as high as 80% or more despite no solution treatment. Therefore, according to this invention, a manufacturing process can be shortened and a Corson type alloy wire can be manufactured in a short time and at low cost.
(実施例2)
図2に表わしたディップ・フォーミング・プロセスにより表2に示す合金組成を有する銅合金を用いた以外は実施例1と全く同様にして表2の圧延機の欄に示す圧延ロールをもつ各種連続鋳造圧延機を使用して表示の線径を有する銅合金線材の製造を行った。種線として直径15mmの銅線を用いた。本発明の方法により製造したものをNo.24〜35に示す。また、No.24、29、30と同じ組成をもつものにおいて焼き入れ温度を変えた結果を比較例としてNo.36〜38に示す。
なお、溶体化度、鋳造機、圧延機については、実施例1と同様に表2中に表記する。表2中の圧延機の2方は2方ロール方式圧延機を表す。
(Example 2)
Various continuous castings having rolling rolls shown in the rolling mill column of Table 2 in exactly the same manner as in Example 1 except that a copper alloy having the alloy composition shown in Table 2 was used by the dip forming process shown in FIG. A copper alloy wire having the indicated wire diameter was produced using a rolling mill. A copper wire having a diameter of 15 mm was used as a seed wire. What was manufactured by the method of this invention is No.2. Shown in 24-35. No. As a comparative example, the results of changing the quenching temperature in the same composition as 24, 29, 30 were obtained as No. Shown in 36-38.
In addition, about a solution degree, a casting machine, and a rolling mill, it describes in Table 2 similarly to Example 1. FIG. Two of the rolling mills in Table 2 represent a two-way roll type rolling mill.
表2の結果から明らかなように、比較例No.36〜38はいずれも溶体化度が70%未満と低かった。すなわち、これらの線材はこのままでは強度が低く、別途溶体化処理を施さなければならないことを意味する。
これに対し、本発明の方法により得られた線材No.24〜35はいずれも、溶体化処理をしていないにもかかわらず溶体化度が80%以上と高かった。したがって、本発明によれば、製造工程を短縮でき、Cu(−Ni)−Co−Si系合金線材を短時間かつ低コストで製造することができる。
As is apparent from the results in Table 2, Comparative Example No. 36-38 all had a low solution degree of less than 70%. That is, these wires have low strength as they are, meaning that a solution treatment must be performed separately.
On the other hand, the wire No. obtained by the method of the present invention. In each of 24-35, the degree of solution was as high as 80% or more despite no solution treatment. Therefore, according to this invention, a manufacturing process can be shortened and a Cu (-Ni) -Co-Si type alloy wire can be manufactured in a short time and at low cost.
(実施例3)
図2に表わしたディップ・フォーミング・プロセスにより表3に示す合金組成を有する銅合金を用いた以外は実施例1と全く同様にして表3の圧延機の欄に示す連続鋳造圧延機を使用して表示の線径を有する銅合金線材の製造を行った。種線として直径6mmの銅線を用いた。本発明の方法により製造したものをNo.39〜48に示す。また、No.39、42、43と同じ組成をもつものにおいて焼き入れ温度を変えた結果を比較例としてNo.49〜51に示す。
なお、溶体化度、鋳造機、圧延機については、実施例1と同様に表中に表記する。表3中の圧延機の2方は2方ロール方式圧延機を表す。
(Example 3)
The continuous casting rolling mill shown in the column of rolling mill in Table 3 was used in exactly the same manner as in Example 1 except that a copper alloy having the alloy composition shown in Table 3 was used by the dip forming process shown in FIG. A copper alloy wire having the indicated wire diameter was manufactured. A copper wire having a diameter of 6 mm was used as a seed wire. What was manufactured by the method of this invention is No.2. 39-48. No. As a comparative example, the results of changing the quenching temperature in the same composition as in Nos. It shows to 49-51.
In addition, about a solution degree, a casting machine, and a rolling mill, it describes in a table | surface similarly to Example 1. FIG. Two of the rolling mills in Table 3 represent a two-way roll type rolling mill.
表3の結果から明らかなように、比較例No.49〜51はいずれも溶体化度が70%未満と低かった。すなわち、これらの線材はこのままでは強度が低く、別途溶体化処理を施さなければならないことを意味する。
これに対し、本発明の方法により得られた線材No.39〜48はいずれも、溶体化処理をしていないにもかかわらず溶体化度が80%以上と高かった。したがって、本発明によれば、製造工程を短縮でき、Cu−Ni−Sn系合金線材を短時間かつ低コストで製造することができる。
As is apparent from the results in Table 3, Comparative Example No. All of 49 to 51 had a low solution degree of less than 70%. That is, these wires have low strength as they are, meaning that a solution treatment must be performed separately.
On the other hand, the wire No. obtained by the method of the present invention. In all of Nos. 39 to 48, although the solution treatment was not performed, the solution degree was as high as 80% or more. Therefore, according to this invention, a manufacturing process can be shortened and a Cu-Ni-Sn type alloy wire can be manufactured in a short time and at low cost.
(実施例4)
表4に示す合金組成を有する銅合金を用いた以外は実施例1と全く同様にして表4の圧延機の欄に示す連続鋳造圧延機を使用して表示の線径を有する銅合金線材の製造を行った。本発明の方法により製造したものをNo.52〜62に示す。また、No.52、55、56と同じ組成をもつものにおいて焼き入れ温度を変えた結果を比較例としてNo.63〜65に示す。
なお、溶体化度、鋳造機、圧延機については、実施例1と同様に表中に表記する。表4中の圧延機の2方は2方ロール方式圧延機を表す。
Example 4
Except for using the copper alloy having the alloy composition shown in Table 4, the copper alloy wire having the indicated wire diameter was used in the same manner as in Example 1 using the continuous casting rolling mill shown in the rolling mill column of Table 4. Manufactured. What was manufactured by the method of this invention is No.2. 52-62. No. The results of changing the quenching temperature in the same composition as those of Nos. 52, 55, and 56 were used as comparative examples. 63-65.
In addition, about a solution degree, a casting machine, and a rolling mill, it describes in a table | surface similarly to Example 1. FIG. Two of the rolling mills in Table 4 represent a two-way roll type rolling mill.
表4の結果から明らかなように、比較例No.63〜65はいずれも溶体化度が70%未満と低かった。すなわち、これらの線材はこのままでは強度が低く、別途溶体化処理を施さなければならないことを意味する。
これに対し、本発明の方法により得られた線材No.52〜62はいずれも、溶体化処理をしていないにもかかわらず溶体化度が80%以上と高かった。したがって、本発明によれば、製造工程を短縮でき、Cu−Ni−Ti系合金線材を短時間かつ低コストで製造することができる。
As is apparent from the results in Table 4, Comparative Example No. 63-65 all had a low solution degree of less than 70%. That is, these wires have low strength as they are, meaning that a solution treatment must be performed separately.
On the other hand, the wire No. obtained by the method of the present invention. 52-62 all had a high degree of solutionization of 80% or more despite no solution treatment. Therefore, according to this invention, a manufacturing process can be shortened and a Cu-Ni-Ti type alloy wire can be manufactured in a short time and at low cost.
(実施例5)
表5に示す合金組成を有する銅合金を用いた以外は実施例1と全く同様にして表5の圧延機の欄に示す連続鋳造圧延機を使用して表示の線径を有する銅合金線材の製造を行った。本発明の方法により製造したものをNo.66〜75に示す。また、No.66、68、69と同じ組成をもつものにおいて焼き入れ温度を変えた結果を比較例としてNo.76〜78に示す。
なお、溶体化度、鋳造機、圧延機については、実施例1と同様に表中に表記する。表5中の圧延機の2方は2方ロール方式圧延機を表す。
(Example 5)
Except for using the copper alloy having the alloy composition shown in Table 5, the copper alloy wire having the indicated wire diameter was used in the same manner as in Example 1 using the continuous casting rolling mill shown in the rolling mill column of Table 5. Manufactured. What was manufactured by the method of this invention is No.2. 66-75. No. The results of changing the quenching temperature in the same composition as that of Nos. 66, 68 and 69 were used as comparative examples. 76-78.
In addition, about a solution degree, a casting machine, and a rolling mill, it describes in a table | surface similarly to Example 1. FIG. Two of the rolling mills in Table 5 represent a two-way roll type rolling mill.
表5の結果から明らかなように、比較例No.76〜78はいずれも溶体化度が70%未満と低かった。すなわち、これらの線材はこのままでは強度が低く、別途溶体化処理を施さなければならないことを意味する。
これに対し、本発明の方法により得られた線材No.66〜75はいずれも、溶体化処理をしていないにもかかわらず溶体化度が80%以上と高かった。したがって、本発明によれば、製造工程を短縮でき、Cu−Cr系合金線材を短時間かつ低コストで製造することができる。
As is clear from the results in Table 5, Comparative Example No. In all of 76 to 78, the degree of solution was as low as less than 70%. That is, these wires have low strength as they are, meaning that a solution treatment must be performed separately.
On the other hand, the wire No. obtained by the method of the present invention. In all of 66 to 75, the solution degree was as high as 80% or more despite no solution treatment. Therefore, according to this invention, a manufacturing process can be shortened and a Cu-Cr type alloy wire can be manufactured in a short time and at low cost.
(実施例6)
表6に示す合金組成を有する銅合金を用いた以外は実施例1と全く同様にして表6の圧延機の欄に示す連続鋳造圧延機を使用して表示の線径を有する銅合金線材の製造を行った。本発明の方法により製造したものをNo.79〜88に示す。また、No.79、81、82と同じ組成をもつものにおいて焼き入れ温度を変えた結果を比較例としてNo.89〜91に示す。
なお、溶体化度、鋳造機、圧延機については、実施例1と同様に表中に表記する。表6中の圧延機の2方は2方ロール方式圧延機を表す。
(Example 6)
Except for using the copper alloy having the alloy composition shown in Table 6, the copper alloy wire having the indicated wire diameter was used in the same manner as in Example 1 by using the continuous casting rolling mill shown in the rolling mill column of Table 6. Manufactured. What was manufactured by the method of this invention is No.2. 79-88. No. Nos. 79, 81, and 82 have the same composition and the results of changing the quenching temperature are comparative examples. Shown at 89-91.
In addition, about a solution degree, a casting machine, and a rolling mill, it describes in a table | surface similarly to Example 1. FIG. Two of the rolling mills in Table 6 represent a two-way roll type rolling mill.
表6の結果から明らかなように、比較例No.89〜91はいずれも溶体化度が70%未満と低かった。すなわち、これらの線材はこのままでは強度が低く、別途溶体化処理を施さなければならないことを意味する。
これに対し、本発明の方法により得られた線材No.79〜88はいずれも、溶体化処理をしていないにもかかわらず溶体化度が80%以上と高かった。したがって、本発明によれば、製造工程を短縮でき、Cu−Cr−Zr系合金線材を短時間かつ低コストで製造することができる。
As is apparent from the results in Table 6, Comparative Example No. In 89-91, the degree of solution was as low as less than 70%. That is, these wires have low strength as they are, meaning that a solution treatment must be performed separately.
On the other hand, the wire No. obtained by the method of the present invention. In all of Nos. 79 to 88, although the solution treatment was not performed, the degree of solution treatment was as high as 80% or more. Therefore, according to this invention, a manufacturing process can be shortened and a Cu-Cr-Zr type alloy wire can be manufactured in a short time and at low cost.
(実施例7)
表7に示す合金組成を有する銅合金を用いた以外は実施例1と全く同様にして表7の圧延機の欄に示す連続鋳造圧延機を使用して表示の線径を有する銅合金線材の製造を行った。本発明の方法により製造したものをNo.92〜99に示す。また、No.92、94、95と同じ組成をもつものにおいて焼き入れ温度を変えた結果を比較例としてNo.100〜102に示す。
なお、溶体化度、鋳造機、圧延機については、実施例1と同様に表中に表記する。表7中の圧延機の2方は2方ロール方式圧延機を表す。
(Example 7)
Except for using a copper alloy having the alloy composition shown in Table 7, a copper alloy wire having the indicated wire diameter was used in the same manner as in Example 1 using the continuous casting rolling mill shown in the rolling mill column of Table 7. Manufactured. What was manufactured by the method of this invention is No.2. 92-99. No. The results of changing the quenching temperature in the same composition as those of Nos. 92, 94, and 95 were used as comparative examples. 100-102.
In addition, about a solution degree, a casting machine, and a rolling mill, it describes in a table | surface similarly to Example 1. FIG. Two of the rolling mills in Table 7 represent a two-way roll type rolling mill.
表7の結果から明らかなように、比較例No.100〜102はいずれも溶体化度が70%未満と低かった。すなわち、これらの線材はこのままでは強度が低く、別途溶体化処理を施さなければならないことを意味する。
これに対し、本発明の方法により得られた線材No.92〜99はいずれも、溶体化処理をしていないにもかかわらず溶体化度が80%以上と高かった。したがって、本発明によれば、製造工程を短縮でき、Cu−Fe−P系合金線材を短時間かつ低コストで製造することができる。
As is clear from the results in Table 7, Comparative Example No. 100 to 102 all had a low solution degree of less than 70%. That is, these wires have low strength as they are, meaning that a solution treatment must be performed separately.
On the other hand, the wire No. obtained by the method of the present invention. In all of 92 to 99, the solution degree was as high as 80% or more despite no solution treatment. Therefore, according to this invention, a manufacturing process can be shortened and a Cu-Fe-P type alloy wire can be manufactured in a short time and at low cost.
(実施例8)
表8に示す合金組成を有する銅合金を用いた以外は実施例1と全く同様にして表8の圧延機の欄に示す連続鋳造圧延機を使用して表示の線径を有する銅合金線材の製造を行った。本発明の方法により製造したものをNo.103〜111に示す。また、No.103、105、106と同じ組成をもつものにおいて焼き入れ温度を変えた結果を比較例としてNo.112〜114に示す。
なお、溶体化度、鋳造機、圧延機については、実施例1と同様に表中に表記する。表8中の圧延機の2方は2方ロール方式圧延機を表す。
(Example 8)
Except for using a copper alloy having the alloy composition shown in Table 8, a copper alloy wire having the indicated wire diameter was used in the same manner as in Example 1 using the continuous casting rolling mill shown in the rolling mill column of Table 8. Manufactured. What was manufactured by the method of this invention is No.2. 103-111. No. The results of changing the quenching temperature in the same composition as that of Nos. 103, 105, and 106 are given as comparative examples. 112-114.
In addition, about a solution degree, a casting machine, and a rolling mill, it describes in a table | surface similarly to Example 1. FIG. Two of the rolling mills in Table 8 represent a two-way roll type rolling mill.
表8の結果から明らかなように、比較例No.112〜114はいずれも溶体化度が70%未満と低かった。すなわち、これらの線材はこのままでは強度が低く、別途溶体化処理を施さなければならないことを意味する。
これに対し、本発明の方法により得られた線材No.103〜111はいずれも、溶体化処理をしていないにもかかわらず溶体化度が80%以上と高かった。したがって、本発明によれば、製造工程を短縮でき、Cu−Fe−Zn系合金線材を短時間かつ低コストで製造することができる。
As is apparent from the results in Table 8, Comparative Example No. 112-114 all had a low degree of solution of less than 70%. That is, these wires have low strength as they are, meaning that a solution treatment must be performed separately.
On the other hand, the wire No. obtained by the method of the present invention. In all of 103 to 111, the solution degree was as high as 80% or more despite no solution treatment. Therefore, according to this invention, a manufacturing process can be shortened and a Cu-Fe-Zn type alloy wire can be manufactured in a short time and at low cost.
(従来例)
表9に示す合金組成を有する銅合金を、表9の圧延機の欄に示す連続鋳造圧延機を使用して表示の線径を有する従来例としての銅合金線材の製造を行った。ここで、従来例の銅合金線材の製造工程が、本発明の実施例および比較例の銅合金線材の製造工程と異なる点は、(1)銅合金線材の中間材に対して焼入れを行わなかった点、(2)圧延工程終了直後の銅合金線材の中間材の温度がすべて250〜400℃の範囲内にあった点、の2点である。表9の焼入れ温度の欄には、焼入れを行わなかったため「****」を記入している。
なお、溶体化度、鋳造機、圧延機については、実施例1と同様に表中に表記する。表9中の圧延機の2方は2方ロール方式圧延機を表す。
(Conventional example)
The copper alloy wire material as a conventional example having the indicated wire diameter was manufactured using the continuous casting rolling mill shown in the column of the rolling mill in Table 9 for the copper alloy having the alloy composition shown in Table 9. Here, the manufacturing process of the copper alloy wire of the conventional example is different from the manufacturing process of the copper alloy wire of the example of the present invention and the comparative example. (1) The intermediate material of the copper alloy wire is not quenched. And (2) the temperature of the intermediate material of the copper alloy wire immediately after the end of the rolling process was all in the range of 250 to 400 ° C. In the quenching temperature column of Table 9, “****” is entered because quenching was not performed.
In addition, about a solution degree, a casting machine, and a rolling mill, it describes in a table | surface similarly to Example 1. FIG. Two of the rolling mills in Table 9 represent a two-way roll type rolling mill.
表9の結果から明らかなように、従来例No.115〜130はいずれも溶体化度が17〜31%ときわめて低かった。なお、No.10、18、27、30と同じ組成をもつものにおいて従来例としての銅合金線材の製造を行った結果が比較例としてNo.115、116、117、118に示されている。すなわち、これらの線材はこのままでは強度が低く、別途溶体化処理を施さなければならないことを意味する。 As is apparent from the results in Table 9, the conventional example No. Each of 115 to 130 had a very low solution degree of 17 to 31%. In addition, No. As a comparative example, the results of manufacturing a copper alloy wire as a conventional example in the same composition as 10, 18, 27, 30 are No. 115, 116, 117, 118. That is, these wires have low strength as they are, meaning that a solution treatment must be performed separately.
本発明の銅合金線材は、自動車用ワイヤー・ハーネスやその他の信号用線、さらには他の用途に適用される線材として好適に用いられる。また、本発明の銅合金線材の製造方法は、前記銅合金線材を製造する方法として好適な方法である。 The copper alloy wire of the present invention is suitably used as a wire material applied to automobile wire harnesses, other signal wires, and other applications. Moreover, the manufacturing method of the copper alloy wire of this invention is a suitable method as a method of manufacturing the said copper alloy wire.
本発明をその実施態様とともに説明したが、本発明者らは特に指定しない限り本発明者らの発明を説明のどの細部においても限定しようとするものではなく、添付の請求の範囲に示した発明の精神と範囲に反することなく幅広く解釈されるべきであると考える。 While the invention has been described in conjunction with the embodiments thereof, the inventors do not intend to limit the inventions in any detail of the description unless otherwise indicated, and are presented in the accompanying claims. I think that it should be interpreted broadly without violating the spirit and scope.
1 電気炉(溶解炉)
2 樋
3 保持炉(誘導加熱炉)
4 樋
5 誘導加熱炉
6 添加装置
7 ポーラスプラグ
8 樋
9 フィルター
10 圧延ロール
11 冷却(水冷)装置
12 坩堝型誘導炉
13 回転脱ガス装置(ユニット)
14 シャフト炉
15 脱酸脱水素装置
16 真空チャンバー
17 皮剥きダイス
18 ガス吹付
19 回収器
20 過流探傷器
1 Electric furnace (melting furnace)
2 樋 3 Holding furnace (induction heating furnace)
4 樋 5
14
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