JP5306591B2

JP5306591B2 - 配線用電線導体、配線用電線、及びそれらの製造方法

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Publication number: JP5306591B2
Application number: JP2006326369A
Authority: JP
Inventors: 高橋　　功; 立彦江口
Original assignee: THE FURUKAW ELECTRIC CO., LTD.
Current assignee: THE FURUKAW ELECTRIC CO., LTD.
Priority date: 2005-12-07
Filing date: 2006-12-01
Publication date: 2013-10-02
Anticipated expiration: 2026-12-01
Also published as: US7560649B2; EP1973120A1; TW200729238A; KR101336352B1; CN101326593A; KR20080080601A; EP1973120A4; TWI413132B; CN101326593B; WO2007066697A1; JP2007305566A; EP1973120B1; US20080314612A1

Description

本発明は、自動車およびロボットの信号用電線等に用いられる配線用電線導体に関するものである。

従来、自動車の配線用電線として、主にＪＩＳＣ３１０２に規定されるような軟銅線、またはこれに錫メッキ等を施した線を撚り合わせた撚線を導体とし、この導体に塩化ビニール、架橋ポリエチレン等の絶縁体を同心円状に被覆した電線が使用されてきた。近年、自動車に搭載される各種の制御回路の増加等により配線箇所が多くなり、接合部等における耐久性・永年通電性についての要求が一層高まってきている。

ところで、特に自動車配線回路においては、制御用等の信号電流回路の占める割合が高まり、使用する電線重量が増加してきた。
一方、省エネルギの立場等からは、自動車重量の軽減化が要求されるようになってきた。そして、その対策の一つとして、電線導体の細径化による重量軽減化が求められている。しかしながら、従来の電線導体では、通電容量には十分余裕があるにもかかわらず、電線導体自体およびその端子圧着部の機械的強度が弱いため細径化することは困難であった。

これまで、銅合金素材を用いて高強度と細線化した電線導体の例がある（例えば、特許文献１）。銅合金線と硬銅線とを複数本撚り合わせることで巻き癖がつきにくく、かつ機械的、電気的特性に優れる電線導体の例がある（例えば、特許文献２）。しかし、自動車の高性能化に伴って電線へ要求される特性は厳しくなっており、特に屈曲に対する耐久性が求められている。例えば１００万回の屈曲後でも断線しないことが求められており、従来の電線では、これらの要求に対応できなくなってきた。
特開平６−６０７２２号公報特開平１１−２２４５３８号公報

このような問題に鑑み、本発明は、屈曲に対する耐久性に優れ、かつ、強度（引張強度および圧着強度）、導電性にも優れる配線用電線導体、ならびにその配線用電線導体の製造方法を提供することを目的とするものである。
また、本発明は、上述のように優れた配線用電線導体を用いてなる配線用電線、ならびにその製造方法を提供することを目的とする。

本発明者らは、鋭意検討した結果、特定の組成の銅合金の結晶粒径を特定の値とすることで屈曲に対する耐久性に優れる配線用電線導体を製造し得ることを見出した。
すなわち、本発明は、
（１）Ｎｉを１．０〜４．５質量％、Ｓｉを０．２〜１．１質量％含有し、残部がＣｕと不可避不純物からなり、平均結晶粒径が２．２〜５．０μｍであり、下記屈曲試験における折り曲げ回数が１００万回以上である銅合金材よりなることを特徴とする配線用電線導体、
（２）Ｎｉを１．０〜４．５質量％、Ｓｉを０．２〜１．１質量％含有し、さらにＳｎ：０〜１．０質量％、Ｆｅ：０．００５〜０．２質量％、Ｃｒ：０．００５〜０．２質量％、Ｃｏ：０．０５〜２質量％、Ｐ：０．００５〜０．１質量％、Ａｇ：０．００５〜０．３質量％の少なくとも１種を含有し、残部がＣｕと不可避不純物からなり、平均結晶粒径が２．２〜５．０μｍであり、下記屈曲試験における折り曲げ回数が１００万回以上である銅合金材よりなることを特徴とする配線用電線導体、
（３）前記銅合金材の銅合金が、さらにＭｎを０．０１〜０．５質量％、Ｍｇを０．０５〜０．５質量％の少なくとも１種を含有することを特徴とする、（１）又は（２）に記載の配線用電線導体、
（４）前記銅合金材の銅合金が、さらにＺｎを０．１〜１．５質量％含有することを特徴とする、（１）〜（３）のいずれか１項に記載の配線用電線導体、
（５）前記（１）〜（４）のいずれか１項に記載の配線用電線導体の銅合金材の製造に当り、前記（１）〜（４）のいずれか１項に記載の合金組成のビレットを７００〜１０００℃に加熱し、熱間押出しによる溶体化した後、水中焼入れで急冷することを特徴とする、（１）〜（４）のいずれか１項に記載の配線用電線導体の製造方法、
（６）前記（１）〜（４）のいずれか１項に記載の配線用電線導体を複数本撚り合わせてなる配線用電線、
（７）前記（６）に記載の配線用電線の製造方法であって、前記合金組成のビレットを７００〜１０００℃に加熱し、熱間押出しによる溶体化した後、水中焼入れで急冷し、所定の線径に伸線加工して得た電線導体を複数本撚り合わせ、さらに圧縮した後、３００〜５５０℃で、１分〜５時間時効焼鈍を行うことを特徴とする配線用電線の製造方法、
（８）前記（６）に記載の配線用電線の製造方法であって、前記合金組成のビレットを７００〜１０００℃に加熱し、熱間押出しによる溶体化した後、水中焼入れで急冷し、所定の線径に伸線加工して得た電線導体を３００〜５５０℃で、１分〜５時間時効焼鈍を行い、次いで複数本撚り合わせ、さらに圧縮行うことを特徴とする配線用電線の製造方法、および、
（９）前記（６）に記載の配線用電線の製造方法であって、前記合金組成のビレットを７００〜１０００℃に加熱し、熱間押出しによる溶体化した後、水中焼入れで急冷し、所定の線径に伸線加工して得た電線導体を３００〜５５０℃で、１分〜５時間時効焼鈍を行い、次いで複数本撚り合わせた後圧縮を行い、さらに歪取りのための低温焼鈍を行うことを特徴とする配線用電線の製造方法
を提供するものである。
＜屈曲試験＞
前記銅合金材をマンドレルではさみ、下端部に２００ｇのおもりを吊るした状態で、左右に３０度ずつ１００回／分の速さ折り曲げ、破断するまでの折り曲げ回数を、一往復を一回として、測定する。

本発明の配線用電線導体は、屈曲に対する耐久性及び強度（引張強度および圧着強度）に優れる。また、導体を製造する際の熱間割れを防ぎ、細径に伸線加工する時の加工性に優れる。
本発明の配線用電線導体の製造方法によれば、上述の優れた物性を有する配線用電線導体を製造できる。
本発明の配線用電線は、導体の細径化により電線重量を低減することができ、自動車およびロボット用その他の信号用電線として好適である。
本発明の配線用電線の製造方法によれば、上述の優れた特性を有する配線用電線を製造できる。

本発明の配線用電線導体に用いられる銅（Ｃｕ）合金材の好ましい実施の態様について、詳細に説明する。まず、各合金元素の作用効果とその含有量の範囲について説明する。

ニッケル（Ｎｉ）とケイ素（Ｓｉ）は、ＮｉとＳｉの含有比を制御することによりマトリクス中にＮｉ−Ｓｉ析出物（Ｎｉ_２Ｓｉ）を形成させて析出強化を行い銅合金の強度を向上させるために含有する元素である。Ｎｉの含有量は１．０〜４．５質量％であり、１．２〜４．２質量％であることが好ましい。Ｎｉ量が少なすぎるとその析出硬化量が小さく強度が不足し、また、屈曲に対する耐久性に劣る。多すぎれば熱処理時に粒界析出が生じ、屈曲に対する耐久性が劣る。

Ｓｉは質量％で計算するときはＮｉ含有量の約１／４の時に最も強化量が大きくなることが知られている。本発明において、Ｓｉの含有量は０．２〜１．１質量％であり、０．３〜１．０質量％であることが好ましい。

また、本発明に用いられる銅合金材は、スズ（Ｓｎ）、鉄（Ｆｅ）、クロム（Ｃｒ）、コバルト（Ｃｏ）、リン（Ｐ）および銀（Ａｇ）の少なくとも１種を含有することが好ましい。これらの元素は強度を向上させ屈曲に対する耐久性を向上させるという点で類似の機能を有しているものであり、含有させる場合には、Ｓｎ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｐ、Ａｇの中から選ばれる少なくとも１種を、合計量として０．００５〜２質量％含有させることが好ましく、０．０１〜１．５質量％含有させることがより好ましい。
Ｓｎは銅に固溶し、格子を歪ませることで強度と屈曲を向上させることができる。ただし、Ｓｎの含有量が多すぎると導電率が低下する。よって、Ｓｎを添加する場合の好ましい含有範囲は０〜１．０質量％であり、０．０５〜０．２質量％であることがさらに好ましい。
Ｆｅ、ＣｒはＳｉと結合し、Ｆｅ−Ｓｉ化合物、Ｃｒ−Ｓｉ化合物を形成し、強度を向上させる。また、Ｎｉとの化合物を形成せずにＣｕマトリクス中に残存するＳｉをトラップし、導電性を改善する効果がある。Ｆｅ−Ｓｉ化合物、Ｃｒ−Ｓｉ化合物は析出硬化能が低いため、多くの化合物を生成させることは得策ではない。また、０．２質量％を超えて含有すると屈曲に対する耐久性が劣化してくる。これらの観点から、Ｆｅ、Ｃｒを含有させる場合の含有量は、それぞれ０．００５〜０．２質量％であることが好ましく、それぞれ０．０３〜０．１５質量％であることがより好ましい。
ＣｏはＮｉと同様にＳｉと化合物を形成し、強度を向上させる。ＣｏはＮｉに比べて高価であるため、本発明の好ましい実施形態としての配線用電線導体はＣｕ−Ｎｉ−Ｓｉ系合金を利用しているが、コスト的に許されるのであれば、Ｃｕ−Ｃｏ−Ｓｉ系やＣｕ−Ｎｉ−Ｃｏ−Ｓｉ系を選択してもよい。Ｃｕ−Ｃｏ−Ｓｉ系は時効析出させた場合に、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｉ系より強度、導電性ともにわずかによくなる。したがって、これらを重視する用途には有効である。以上の観点から、Ｃｏを含有させる場合の含有量は、０．０５〜２質量％であることが好ましく、０．０８〜１．５質量％であることがより好ましい。
Ｐは強度を上昇させる効果を有する。ただし多量の含有は導電率を低下させ、また粒界析出を助長して屈曲に対する耐久性を低下させる。よって、Ｐを添加する場合の好ましい含有範囲は０．００５〜０．１質量％、さらに好ましくは０．０１〜０．０５質量％である。
Ａｇは強度を向上させると同時に結晶粒の粗大化を阻止して屈曲に対する耐久性を改善する。Ａｇ含有量が０．００５質量％未満ではその効果が充分に得られず、０．３質量％を超えて添加しても特性上に悪影響はないもののコスト高になる。これらの観点から、Ａｇを含有させる場合の含有量は０．００５質量％〜０．３質量％とすることが好ましく、０．０１〜０．２質量％とすることがより好ましい。

さらに、本発明においては、マグネシウム（Ｍｇ）、マンガン（Ｍｎ）の少なくとも１種を含有することが好ましい。これらの元素は加熱時の脆化を防ぎ熱間加工性を改善するという点で類似の機能を有している。特に、本発明では導体を細径化して用いるが、素材に脆化した部分が内在している場合には細径まで伸線加工が出来ないため、これらの元素を含有させることが好ましい。ＭｇないしはＭｎを含有させる場合には、Ｍｇ、Ｍｎの中から少なくとも１種を、合計量として０．０１〜０．５質量％含有させることが好ましく、０．０５〜０．３質量％含有させることがより好ましい。
Ｍｇの含有量は０．０５〜０．５質量％であることが好ましく、０．０９〜０．３質量％であることがさらに好ましい。０．０５質量％以下ではその効果が小さく、０．５質量％を超えると導電性を劣化させ、さらに冷間加工性を低下させ細径にまで伸線加工が出来なくなる。
Ｍｎは０．０１質量％未満であるとその効果が小さく、０．５質量％を超えて含有しても、含有量に見合った効果が得られないばかりでなく、導電性を劣化させ得る。よって、Ｍｎの含有量は０．０１〜０．５質量％が好ましく、０．１〜０．３５質量％とすることがより好ましい。

さらに、本発明においては亜鉛（Ｚｎ）を含有することが好ましい。Ｚｎは加熱により半田との密着力が低下することを防止する効果を有する。本発明において、Ｚｎを含有させることにより、導体を半田接合した際の半田の脆化を著しく改善する。本発明におけるＺｎの含有量は、０．１〜１．５質量％が好ましく、０．４〜１．２質量％であることがさらに好ましい。０．１質量％より少ないと前記効果がなく、含有量が多すぎると導電率が低下する場合がある。

次いで、本発明に用いられる銅合金材の合金組織について述べる。
本発明に用いられる銅合金材の平均結晶粒径は０．２〜５．０μｍである。平均結晶粒径が５．０μｍを超えると屈曲に対する耐久性が著しく劣るものとなる。また、平均結晶粒径が０．２μｍ未満では再結晶が不完全であり、未再結晶粒を含む組織となる可能性が高い。よって屈曲に対する耐久性が劣る。前記銅合金材の平均結晶粒径は０．５〜４．５μｍであることが好ましい。

更に、ＮｉとＳｉからなる金属間化合物である析出物の密度は、強度と屈曲に対する耐久性の向上の観点から、断面１μｍ^２あたり、好ましくは１〜３０個、さらに好ましくは３〜２０個である。また、強度と屈曲に対する耐久性の向上の観点から、ＮｉとＳｉからなる金属間化合物である析出物の大きさは、好ましくは０．０１〜０．３μｍ、より好ましくは０．０５〜０．２μｍである。また、本発明において平均結晶粒径という場合の結晶には、これらの金属間化合物の析出物は含まれない。

本発明の配線用電線導体は、前記銅合金材を形成する銅合金を、結晶粒径を小さくするため好ましくは７００〜１０００℃、より好ましくは８００〜９５０℃に加熱して熱間押出し、ただちに水中焼入れを行い丸棒を製造し、これを所定の直径（線径）に伸線加工することにより製造することができる。ここで、前記直径としては、特に制限はないが、０．０５〜０．４ｍｍが好ましく、０．１〜０．３５ｍｍがより好ましい。
従来の方法ではバッチ炉にて９００〜９５０℃で１〜２時間保持していたが、高温で長時間の熱処理により結晶粒径が大きくなり、屈曲に対する耐久性が劣った。そのため本発明では、好ましくは、バッチ炉を使用せずに熱間押出により溶体化を行う。これにより押出後直ちに急冷することで結晶粒の粗大化を防止できる。

本発明の配線用電線は、例えば、前記配線用電線導体を複数本撚り合わせ、さらに圧縮した後、好ましくは３００〜５５０℃、さらに好ましくは３５０〜５００℃で、好ましくは１分〜５時間、さらに好ましくは３０分〜４時間時効焼鈍を行うことで製造することができる。
または、本発明の配線用電線は、前記配線用電線導体を複数本撚り合わせ、次いで圧縮をせずに好ましくは３００〜５５０℃、さらに好ましくは３５０〜５００℃で、好ましくは１分〜５時間、さらに好ましくは３０分〜４時間時効焼鈍を行うことで製造してもよい。
または、本発明の配線用電線は、前記配線用電線導体を好ましくは３００〜５５０℃、さらに好ましくは３５０〜５００℃で、好ましくは１分〜５時間、さらに好ましくは３０分〜４時間時効焼鈍を行い、次いで複数本撚り合わせを行うことで製造してもよい。
また、本発明の配線用電線は、前記配線用電線導体を好ましくは３００〜５５０℃、さらに好ましくは３５０〜５００℃で、好ましくは１分〜５時間、さらに好ましくは３０分〜４時間時効焼鈍を行い、次いで複数本撚り合わせ、さらに圧縮を行うことで製造してもよい。

さらには、前記配線用電線導体を好ましくは３００〜５５０℃、さらに好ましくは３５０〜５００℃で、好ましくは１分〜５時間、さらに好ましくは３０分〜４時間時効焼鈍を行い、次いで複数本撚り合わせ、さらに圧縮を行った後、圧縮による歪取りを目的とした低温焼鈍を行うことで製造してもよい。
前記低温焼鈍は、走間焼鈍、通電加熱、バッチ焼鈍などの通常の焼鈍方法で実施可能である。走間焼鈍の場合は、好ましくは３００〜７００℃、より好ましくは３５０〜６５０℃で、好ましくは１〜６００秒間、さらに好ましくは３〜１００秒間、通電加熱の場合は、好ましくは印加電圧１〜１００Ｖで、さらに好ましくは２〜７０Ｖで、好ましくは０．２〜１５０秒間、さらに好ましくは１〜５０秒間、バッチ焼鈍の場合は、好ましくは２００〜５５０℃で、さらに好ましくは２５０〜５００℃で、好ましくは５〜３００分間、さらに好ましくは１０〜１２０分間の加熱により低温焼鈍が施される。
前記撚りあわせは好ましくは３〜５０本、さらに好ましくは５〜３０本撚り合わせる。それらを用い常法により電線を製造できる。

従来はバッチ炉にて９００〜９５０℃で１〜２時間保持して溶体化を行っていたが、結晶粒径は大きくなり、屈曲に対する耐久性が劣化した。
本発明において、結晶粒径は、溶体化前の加工率および溶体化の温度、時間を調整することにより制御が可能である。この方法を用いれば、熱間押出を用いなくても微細な結晶粒径を得ることも可能であり、例えば連続鋳造により製造したワイヤーロッドを用いても本発明の配線用電線導体を製造することが可能である。

以下に、本発明を実施例に基づきさらに詳細に説明するが、本発明はそれらに限定されるものではない。

表１の合金成分で示される組成の合金を高周波溶解炉にて溶解し、各ビレットを鋳造した。次に、本発明例１〜３９、参考例１〜９及び比較例１〜１１では、前記ビレットを９００℃で熱間押出して、直ちに水中焼入れを行い、丸棒を得た。次いで前記丸棒を冷間にて伸線し、直径０．１８ｍｍの素線を得た。前記素線を７本撚り合わせ、さらに圧縮して撚線とし、前記撚線を４５０℃で２時間時効焼鈍を行った。また、本発明例４０、参考例１０及び１１では、前記ビレットを９００℃で熱間押出後、直ちに水中焼入れを行い丸棒を製造し、次いで冷間にて伸線を行い直径０．１８ｍｍの素線を得た。前記素線を４５０℃で２時間時効焼鈍を行い、７本撚り合わせ、さらに圧縮して撚線を製造した。本発明例４１、参考例１２及び１３では、前記撚線にさらに５５０℃の走間焼鈍炉にて１０秒間の低温焼鈍を行ったものである。
比較例１２〜１６では、前記ビレットを９００℃で熱間押出して、直ちに水中焼入れを行い、丸棒を得て、次いで前記丸棒を冷間にて伸線し、バッチ炉で９５０℃で２時間保持し、水中焼き入れ後、さらに冷間にて伸線し、直径０．１８ｍｍの素線を得た。前記素線を７本撚り合わせ、さらに圧縮して撚線とし、前記撚線を４５０℃で２時間時効焼鈍を行った。
従来例１〜２では、特開平６−６０７２２号公報の実施例１と同様に行なった。合金を溶解、鋳造し、鋳塊とした。直径１６ｍｍまで冷間鍛造した後、９５０℃で２時間加熱して溶体化処理を施し、水中焼き入れを行なった。このようにして得られた焼き入れ材を所定の直径サイズまで伸線し、素線を作製した。その後素線を７本撚り合わせ撚線とし、この撚線を真空中４６０℃で２時間加熱することにより時効処理を行った。
それらにより、導体断面積０．１３ｓｑ（ｍｍ^２）・長さ１ｋｍの電線導体を製造した。なお、本発明に係る電線導体は本発明例として、それ以外の電線導体は参考例、比較例、従来例として示した。

このようにして得られた各々の電線導体について、［１］引張強度、［２］導電率、［３］結晶粒径、［４］屈曲に対する耐久性を下記方法により調べた。各評価項目の測定方法は以下の通りである。
［１］引張強度
ＪＩＳＺ２２４１に準じて３本測定しその平均値（ＭＰａ）を示した。なお、実用上、引張強度が５４０ＭＰａ以下であると強度が不足し、配線時に断線が生じる。
［２］導電率
四端子法を用いて、２０℃（±１℃）に管理された恒温槽中で２本測定しその平均値（％ＩＡＣＳ）を示した。なお、端子間距離は１００ｍｍである。なお、実用上、導電率が４０％ＩＡＣＳ以下であると電線として使用するのに必要とされる電気特性が確保出来ない。
［３］結晶粒径
結晶粒径の測定は、ＪＩＳＨ０５０１（切断法）に基づき、電線の長手方向に垂直な面にて測定した。測定には走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用い、任意の三箇所を観察し、得られた結晶粒径の平均値を用いた。
［４］屈曲に対する耐久性
屈曲試験は、試験サンプルである電線導体をマンドレルではさみ、線のたわみを抑えるために下端部におもりを吊るし荷重を掛けた。この状態で左右に３０度ずつ折り曲げ、破断するまでの折り曲げ回数をそれぞれの試料について測定した。なお、回数は一往復を一回と数え、曲げを１００回／分の速さで付与した。マンドレルの半径はφ３０ｍｍ、おもりは２００ｇとした。また、破断するまでの折り曲げ回数の計測は、試料の下端部に吊るしたおもりが落下したときに破断したものとした。屈曲回数が１００万回を超えても破断しなかった場合は試験を中止し、結果を１００万回以上とした。
結果を表１に示す。なお、表１の製造工程の欄は、素線を得た後の工程を示す。

表１中、比較例１〜４および比較例１２〜１３は、請求項１に係る発明（本発明例１〜１１、４０、４１）の比較例であり、比較例５〜８および比較例１４〜１６は、請求項２（本発明例１２〜２６）に係る発明の比較例であり、比較例９〜１０は、請求項３に係る発明（本発明例２７〜３２）の比較例であり、比較例１１は、請求項４に係る発明（本発明例３３〜３９）の比較例である。
表１に示すように、本発明例は、いずれも屈曲回数が１００万回を超えても破断せず、また、引張強度および導電率も実用上満足するレベルを上回る優れた特性を有することがわかる。さらに、一般に端子の電線への圧着強度は、電線の引張強度にほぼ比例する（圧着強度は引張強度の約７０％〜約８０％）ため、引張強度を強くすれば圧着強度の強い電線を得ることができる。
すなわち、本発明例によれば、屈曲に対する耐久性および強度（引張強度および圧着強度）に優れた電線を容易に得ることができる。
これに対し、Ｎｉが少ない比較例１は、引張強度と屈曲に対する耐久性が劣った。
Ｎｉが多い比較例２は、導電率と屈曲に対する耐久性が劣った。
Ｓｉが少ない比較例３は、引張強度と屈曲に対する耐久性が劣った。
Ｓｉが多い比較例４は、屈曲に対する耐久性が劣った。
Ｓｎ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｐが多い比較例５〜８は、導電率または屈曲に対する耐久性が劣った。
Ｍｇが多い比較例９は、途中断線した。
Ｍｎ、Ｚｎが多い比較例１０、１１は、導電率が劣った。
結晶粒径が大きい比較例１２〜１６は、屈曲に対する耐久性が劣った。
結晶粒径が大きい従来例１、２は、屈曲に対する耐久性が劣った。

表１の合金組成の本発明例の一部について、素線のさらなる細径化を評価した。具体的には、表２の合金成分で示される組成の合金を高周波溶解炉にて溶解し、各ビレットを鋳造した。次に、前記ビレットを９００℃で熱間押出して、直ちに水中焼入れを行い、丸棒を得た。次いで前記丸棒を冷間にて伸線し、直径０．０５ｍｍまで伸線を行った。長さ約３０００ｋｍ伸線を行い、断線する回数をカウントした。その際、明らかに脆化以外の要因で断線したものについてはカウントから除外した。
結果を表２に示す。

表２に示すように、本発明例２７〜３０は、いずれも直径０．０５ｍｍまで伸線を行っても破断せず、銅合金の組成としては細径化された電線（素線）に適したものであることがわかる。一方、Ｍｇ、Ｍｎを含有しない本発明例２〜４は、断線が生じており、例えば直径０．１ｍｍ以下に細径化された電線（素線）を得るためには、Ｍｇ、Ｍｎを適量含有させることが有効であることがわかる。

表１の合金組成の本発明例の一部について、素線の半田接合強度を評価した。具体的には、表３の合金組成となるようにして銅合金を鋳造し、９００℃で熱間押出して溶体化材丸棒を作製した。この丸棒を直径１．０ｍｍまで伸線した後、４５０℃で２時間時効処理を行った電線導体試料（長さ１ｋｍ）を作成した。各電線導体試料の長さ５ｍｍが内径３．０ｍｍの銅管内に入るように入れて、その隙間を半田（Ｓｎ、Ｐｂの共晶半田）で埋め、１５０℃で２時間加熱を行った。そののち銅管から素線を引き抜くのに必要な荷重を測定して、これを半田接合強度とした。数値が高い方が半田との密着性が良いと言える。各試料につき３回の半田接合強度測定を行い、その平均値を表３に示した。

表３に示すように、本発明例３３〜３５は、半田接合強度がいずれも１００Ｎ以上であり、実用上、部品組み立て時や機器への搭載後などの振動によって接合部が外れる可能性のない値となった。一方、Ｚｎを含有しない本発明例１、参考例１および本発明例５は、半田接合強度がいずれも１００Ｎ未満となった。よって、半田接合強度（半田との密着性）を高めた電線を得るためには、Ｚｎを適量含有させることが有効であることがわかる。

Claims

Ｎｉを１．０〜４．５質量％、Ｓｉを０．２〜１．１質量％含有し、残部がＣｕと不可避不純物からなり、平均結晶粒径が２．２〜５．０μｍであり、下記屈曲試験における折り曲げ回数が１００万回以上である銅合金材よりなることを特徴とする配線用電線導体。
＜屈曲試験＞
前記銅合金材をマンドレルではさみ、下端部に２００ｇのおもりを吊るした状態で、左右に３０度ずつ１００回／分の速さ折り曲げ、破断するまでの折り曲げ回数を、一往復を一回として、測定する。
Ｎｉを１．０〜４．５質量％、Ｓｉを０．２〜１．１質量％含有し、さらにＳｎ：０〜１．０質量％、Ｆｅ：０．００５〜０．２質量％、Ｃｒ：０．００５〜０．２質量％、Ｃｏ：０．０５〜２質量％、Ｐ：０．００５〜０．１質量％、Ａｇ：０．００５〜０．３質量％の少なくとも１種を含有し、残部がＣｕと不可避不純物からなり、平均結晶粒径が２．２〜５．０μｍであり、下記屈曲試験における折り曲げ回数が１００万回以上である銅合金材よりなることを特徴とする配線用電線導体。
＜屈曲試験＞
前記銅合金材をマンドレルではさみ、下端部に２００ｇのおもりを吊るした状態で、左右に３０度ずつ１００回／分の速さ折り曲げ、破断するまでの折り曲げ回数を、一往復を一回として、測定する。
前記銅合金材の銅合金が、さらにＭｎを０．０１〜０．５質量％、Ｍｇを０．０５〜０．５質量％の少なくとも１種を含有することを特徴とする、請求項１又は２に記載の配線用電線導体。
前記銅合金材の銅合金が、さらにＺｎを０．１〜１．５質量％含有することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の配線用電線導体。
請求項１〜４のいずれか１項に記載の配線用電線導体の銅合金材の製造に当り、請求項１〜４のいずれか１項に記載の合金組成のビレットを７００〜１０００℃に加熱し、熱間押出しによる溶体化した後、水中焼入れで急冷することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の配線用電線導体の製造方法。
請求項１〜４のいずれか１項に記載の配線用電線導体を複数本撚り合わせてなる配線用電線。
請求項６に記載の配線用電線の製造方法であって、前記合金組成のビレットを７００〜１０００℃に加熱し、熱間押出しによる溶体化した後、水中焼入れで急冷し、所定の線径に伸線加工して得た電線導体を複数本撚り合わせ、さらに圧縮した後、３００〜５５０℃で、１分〜５時間時効焼鈍を行うことを特徴とする配線用電線の製造方法。
請求項６に記載の配線用電線の製造方法であって、前記合金組成のビレットを７００〜１０００℃に加熱し、熱間押出しによる溶体化した後、水中焼入れで急冷し、所定の線径に伸線加工して得た電線導体を３００〜５５０℃で、１分〜５時間時効焼鈍を行い、次いで複数本撚り合わせ、さらに圧縮行うことを特徴とする配線用電線の製造方法。
請求項６に記載の配線用電線の製造方法であって、前記合金組成のビレットを７００〜１０００℃に加熱し、熱間押出しによる溶体化した後、水中焼入れで急冷し、所定の線径に伸線加工して得た電線導体を３００〜５５０℃で、１分〜５時間時効焼鈍を行い、次いで複数本撚り合わせた後圧縮を行い、さらに歪取りのための低温焼鈍を行うことを特徴とする配線用電線の製造方法。