JP5397683B2 - 高強度および耐屈曲断線性に優れた銅合金線 - Google Patents
高強度および耐屈曲断線性に優れた銅合金線 Download PDFInfo
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(イ)Cr:0.2〜0.5%、Zr:0.017〜0.05%を含有し、さらにAg:0.05〜0.5%、Sn:0.05〜0.3%が共存して含有する銅合金線は、従来の銅合金線よりも優れた強度および耐屈曲断線性を有している、
(ロ)前記(イ)記載の銅合金線にさらにMg:0.05〜0.2%、Si0.005〜0.1%のいずれか一種または二種を含有させると強度が一層向上する、などの研究結果が得られたのである。
(1)質量%で、Cr:0.2〜0.5%、Zr:0.017〜0.05%、Ag:0.05〜0.5%、Sn:0.05〜0.3%を含有し、残りがCuおよび不可避不純物からなる成分組成を有する銅合金線、
(2)質量%で、Cr:0.2〜0.5%、Zr:0.017〜0.05%、Ag:0.05〜0.5%、Sn:0.05〜0.3%を含有し、さらに、Mg:0.05〜0.2%、Si0.005〜0.1%のいずれか一種または二種を含有し、残りがCuおよび不可避不純物からなる成分組成を有する銅合金線、に特徴を有するものである。
Cr:
CrはCu素地中に析出物として分散することにより強度を向上せしめる成分であるが、Cr:0.2%未満では所望の効果が得られず、一方、Crが0.5%を越えて含有すると晶出物が大きくなり、製造中に断線が起きるので好ましくない。したがって、Crの含有量を0.2〜0.5%の範囲となるように定めた。
ZrはCu素地中に析出物として分散することにより強度を向上せしめる成分であるが、Zr:0.017%未満では所望の効果が得られず、一方、Zrを0.05%を越えて含有すると酸化物が増えてしまい、製造中に断線が起きるので好ましくない。したがって、Zrの含有量を0.017〜0.05%の範囲となるように定めた。
Agはマトリックスに固溶して強度を向上させ、さらにCrと共存させることによってCr析出物を微細化し、耐屈曲断線性を向上させる作用があるので添加するが、その添加量は0.05%未満では強度向上効果が得られず、一方、0.5%を越えて含有すると、耐屈曲断線性の上昇が望めず、費用対効果が薄くなるので好ましくない。したがって、Ag:0.05〜0.5%に定めた。
Sn:
Snはマトリックスに固溶して強度を向上させると共に耐屈曲断線性を向上させる作用があるので添加するが、その添加量は0.05%未満では強度向上効果が得られず、一方、0.3%を越えて含有すると、導電率が低下するので好ましくない。したがって、Sn:0.05〜0.3%に定めた。
前述のように、AgおよびSnは、共にマトリックスに固溶して強度を向上させ、さらに耐屈曲断線性を向上させる作用があるが、AgおよびSnをそれぞれ単独添加するよりもAgおよびSnを共存するように添加することにより一層強度および耐屈曲断線性を向上させることができる。
Mgはマトリックスに固溶して強度を向上させる作用があるので必要に応じて添加するが、その添加量は0.05%未満では強度向上効果が得られず、一方、0.2%を越えて含有すると、耐屈曲断線性が低下するので好ましくない。したがって、Mg:0.05〜2%に定めた。
Si:
Siは引張強度を向上させると共に細線への伸線性を向上させる作用があるので添加するが、0.005%未満では引張強度向上効果が得られず、一方、0.1%を越えて含有すると、導電率が低下するので好ましくない。したがって、Si:0.005〜0.1%に定めた。
まず、カーボン坩堝中で純度:99.99%以上の電気銅を真空溶解し、溶落後、雰囲気をAr雰囲気に置換し、得られた溶銅に金属Crおよび金属Zrを添加して溶解し、その後、さらに金属Snおよび金属Agを添加して溶解することにより銅合金溶湯を作製し、得られた銅合金溶湯を撹拌しながらまたは撹拌したのち、Ar雰囲気に保持しながらカーボンモールドに鋳込み、放冷することにより鋳塊を作製し、この鋳塊を熱間鍛造したのち熱間圧延し、次いで、表面洗浄して表面の酸化膜を除去し、伸線することにより製造する。
原料として純度:99.99%以上の通常の電気銅を用意し、この電気銅をカーボン坩堝に装入し、温度:1250℃で真空溶解し、溶落後、雰囲気をAr雰囲気に置換し、電気銅溶湯に金属Crおよび金属Zrを添加して2分間溶解し、その後、さらに金属Snおよび金属Agを添加し1分間溶解することにより銅合金溶湯を作製し、得られた銅合金溶湯を撹拌したのち、雰囲気をAr雰囲気に保持しながら内径:50mmのカーボンモールドに鋳込み、放冷することにより直径:50mm、高さ:80mmの寸法を有する鋳塊を作製した。この鋳塊を大気中で加熱し、開始温度:850℃にて熱間鍛造して25mm×25mm角の熱間鍛造体を作製し、この熱間鍛造体を溝圧延機にて開始温度:850℃にて熱間圧延することにより直径:8mmの丸棒に成形し、この丸棒をN2ガス雰囲気中、温度:980℃、30分間保持の条件で溶体化処理した。この溶体化処理した丸棒を表面洗浄して表面の酸化膜を除去したのち、単頭伸線機にて直径:8mmの丸棒を直径:2.6mmの線材に伸線し、次いで、連続伸線機にて直径:0.9mmの線材に伸線し、引き続いて連続伸線機にて直径:0.18mmの線材に伸線することにより銅合金線を作製した。
引張試験:
JIS Z 2241に基づいて島津製作所製オートグラフAGXにより引張り強さおよび伸びを測定し、その結果を表1〜2に示した。
導電率測定試験:
さらにJIS H 0505に基づいて横河製精密級ダブルブリッジ2752を直流四端子法により測定し、その結果を表1〜2に示した。
繰り返し曲げ試験:
試験片の一端を線径の5倍の円弧を持つ治具に固定し、他端をたわまないように引っ張りながら、円弧に沿って垂直の位置から90度曲げたのち元の位置に戻したときを1回カウントし、つぎに反対方向へ90度曲げた後、元の位置に戻したときを2回としてカウントして、順逆方向に交互に繰り返し曲げを行い、破断までの繰り返し回数を測定し、その結果を表1〜2に示した。
しかし、この発明の範囲から外れた値を有する比較銅合金線1〜8は、伸線中に破断したり、引張り強さ、伸び、導電率、繰り返し曲げの少なくとも一つに好ましくない特性が現れることがわかる。
実施例1で作製した銅合金溶湯にさらにMgを添加して撹拌したのち、雰囲気をAr雰囲気に保持しながら内径:50mmのカーボンモールドに鋳込み、放冷することにより直径:50mm、高さ:80mmの寸法を有する鋳塊を作製した。この鋳塊を大気中で加熱し、開始温度:850℃にて熱間鍛造して25mm×25mm角の熱間鍛造体を作製し、この熱間鍛造体を溝圧延機にて開始温度:850℃にて熱間圧延することにより直径:8mmの丸棒に成形し、この丸棒をN2ガス雰囲気中、温度:980℃、30分間保持の条件で溶体化処理した。この溶体化処理した丸棒を表面洗浄して表面の酸化膜を除去したのち、単頭伸線機にて直径:8mmの丸棒を直径:2.6mmの線材に伸線し、次いで、連続伸線機にて直径:0.9mmの線材に伸線し、引き続いて連続伸線機にて直径:0.18mmの線材に伸線することにより銅合金線を作製した。
これら本発明銅合金線16〜20および従来銅合金線2について実施例1と同じ測定を行い、その結果を表3に示した。
実施例1で作製した銅合金溶湯にさらにSiを添加して撹拌したのち、雰囲気をAr雰囲気に保持しながら内径:50mmのカーボンモールドに鋳込み、放冷することにより直径:50mm、高さ:80mmの寸法を有する鋳塊を作製した。この鋳塊を大気中で加熱し、開始温度:850℃にて熱間鍛造して25mm×25mm角の熱間鍛造体を作製し、この熱間鍛造体を溝圧延機にて開始温度:850℃にて熱間圧延することにより直径:8mmの丸棒に成形し、この丸棒をN2ガス雰囲気中、温度:980℃、30分間保持の条件で溶体化処理した。この溶体化処理した丸棒を表面洗浄して表面の酸化膜を除去したのち、単頭伸線機にて直径:8mmの丸棒を直径:2.6mmの線材に伸線し、次いで、連続伸線機にて直径:0.9mmの線材に伸線し、引き続いて連続伸線機にて直径:0.18mmの線材に伸線することにより銅合金線を作製した。
これら本発明銅合金線21〜32および比較銅合金線9〜18について実施例1と同じ測定を行い、その結果を表4に示した。
しかし、この発明の範囲から外れた値を有する比較銅合金線9〜18は、伸線中に破断したり、引張り強さ、伸び、導電率、繰り返し曲げの少なくとも一つに好ましくない特性が現れることがわかる。
実施例1で作製した銅合金溶湯にさらにMgおよびSiを添加して撹拌したのち、雰囲気をAr雰囲気に保持しながら内径:50mmのカーボンモールドに鋳込み、放冷することにより直径:50mm、高さ:80mmの寸法を有する鋳塊を作製した。この鋳塊を大気中で加熱し、開始温度:850℃にて熱間鍛造して25mm×25mm角の熱間鍛造体を作製し、この熱間鍛造体を溝圧延機にて開始温度:850℃にて熱間圧延することにより直径:8mmの丸棒に成形し、この丸棒をN2ガス雰囲気中、温度:980℃、30分間保持の条件で溶体化処理した。この溶体化処理した丸棒を表面洗浄して表面の酸化膜を除去したのち、単頭伸線機にて直径:8mmの丸棒を直径:2.6mmの線材に伸線し、次いで、連続伸線機にて直径:0.9mmの線材に伸線し、引き続いて連続伸線機にて直径:0.18mmの線材に伸線することにより銅合金線を作製した。
これら本発明銅合金線33〜44、比較銅合金線19,20および従来銅合金線3について実施例1と同じ測定を行い、その結果を表5に示した。
しかし、この発明の範囲から外れた値を有する比較銅合金線19,20および従来銅合金線3は、伸線中に破断したり、引張り強さ、伸び、導電率、繰り返し曲げの少なくとも一つに好ましくない特性が現れることがわかる。
Claims (6)
- 質量%で、Cr:0.2〜0.5%、Zr:0.017〜0.05%、Ag:0.05〜0.5%、Sn:0.05〜0.3%を含有し、残りがCuおよび不可避不純物からなる成分組成を有することを特徴とする高強度および耐屈曲断線性に優れた銅合金線。
- 質量%で、Cr:0.2〜0.5%、Zr:0.017〜0.05%、Ag:0.05〜0.5%、Sn:0.05〜0.3%を含有し、さらに、Mg:0.05〜0.2%を含有し、残りがCuおよび不可避不純物からなる成分組成を有することを特徴とする高強度および耐屈曲断線性に優れた銅合金線。
- 質量%で、Cr:0.2〜0.5%、Zr:0.017〜0.05%、Ag:0.05〜0.5%、Sn:0.05〜0.3%を含有し、さらに、Si:0.005〜0.1%を含有し、残りがCuおよび不可避不純物からなる成分組成を有することを特徴とする高強度および耐屈曲断線性に優れた銅合金線。
- 質量%で、Cr:0.2〜0.5%、Zr:0.017〜0.05%、Ag:0.05〜0.5%、Sn:0.05〜0.3%を含有し、さらに、Mg:0.05〜0.2%、Si:0.005〜0.1%を含有し、残りがCuおよび不可避不純物からなる成分組成を有することを特徴とする高強度および耐屈曲断線性に優れた銅合金線。
- 前記銅合金線は自動車用配線であることを特徴とする請求項1乃至4の何れか一項に記載の高強度および耐屈曲断線性に優れた銅合金線。
- 前記銅合金線はロボット用配線であることを特徴とする請求項1乃至4の何れか一項に記載の高強度および耐屈曲断線性に優れた銅合金線。
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