JP5732809B2 - 押出成形品及びその製造方法 - Google Patents
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Description
前記押出成形品の前記希薄銅合金内には前記Ti、硫黄及び酸素によって形成される化合物又は凝集物が形成され、該化合物又は凝集物から成る直径500nm以下の粒子の数が前記化合物又は凝集物の全体の90%以上であり、
直径2.6mmのサイズにおける半軟化温度が148℃以下、導電率が98%IACS以上である押出成形品である。
(a)素材の酸素濃度を2mass ppmを越える量に増やしてチタンを添加する。これにより、先ず溶銅中ではTiSとチタン酸化物(TiO2)やTi−O−S粒子が形成されると考えられる(図1、図3のSEM像と図2、図4の分析結果参照)。なお、図2、図4、図6において、PtおよびPdは観察のための蒸着元素である。
(b)次に熱間圧延温度を、通常の銅の製造条件(最初の圧延ロール950℃〜最後の圧延ロール600℃)よりも低く設定(最初の圧延ロール880℃〜最後の圧延ロール550℃)することで、銅中に転位を導入し、Sが析出し易いようにする。これによって転位上へのSの析出又はチタンの酸化物(TiO2)を核としてSを析出させ、その一例として溶銅と同様Ti−O−S粒子等を形成させる(図5のSEM像と、図6の分析結果参照)。図1〜6は、表1の実施例1の上から三段目に示す酸素濃度、硫黄濃度、Ti濃度をもつφ8mmの銅線(ワイヤロッド)の横断面をSEM観察及びEDX分析にて評価したである。観察条件は、加速電圧15keV、エミッション電流10μAとした。
(1)合金組成について
本発明における押出成形品は、2mass ppmを越え30mass ppm以下の酸素と、2〜12mass ppmの硫黄と、4〜55mass ppmのTiとを含み、残部が不可避的不純物及び銅である希薄銅合金からなることを特徴とする。
(2)分散している物質について
分散粒子のサイズは小さく沢山分布することが望ましい。その理由は、硫黄の析出サイトとして働くためサイズが小さく数が多いことが要求される。
(3)連続鋳造圧延条件について
SCR連続鋳造圧延システム(South Continuous Rod System)は、SCR連続鋳造圧延装置の溶解炉内で、べ一ス素材を溶解して溶湯とし、その溶湯に所望の金属を添加して溶解し、この溶湯を用いて荒引き線(例えばφ8mm)を作製し、その荒引き線を、熱間圧延により例えばφ2.6mmに伸線加工するものである。またφ2.6mm以下のサイズ或いは板材、異形材にも同様に加工することができる。更に、丸型線材を角状に或いは異形条に圧延しても有効であるし、鋳造材をコンフォーム押出成形し、異形材を製作することもできる。
(a)溶解炉内での溶銅温度は、1200℃以上1320℃以下とする。溶銅の温度が高いとブローホールが多くなり、傷が発生するとともに粒子サイズが大きくなる傾向にあるので1320℃以下とする。1200℃以上としたのは、銅が固まりやすく製造が安定しないためであるが、溶銅温度は、出来るだけ低い温度が望ましい。
(b)熱間圧延温度は、最初の圧延ロールでの温度が880℃以下、最終圧延ロールでの温度が550℃以上とする。
(c)直径φ8mmサイズのワイヤロッドの導電率が98%IACS以上、100%IACS以上、更に102%IACS以上であり、冷間伸線加工後の線材(例えば、φ2.6mm)の軟化温度が130℃〜148℃である軟質希薄銅合金線又は板状材料を得ることができる。
(a)Tiは溶融銅の中で硫黄と結合し化合物を造りやすいためである。
(b)Zrなど他の添加金属に比べて加工でき扱いやすい。
(c)Nbなどに比べて安価である。
(d)酸化物を核として析出しやすいからである。
表1は実験条件と結果に関するものである。
[本発明に係る軟質希薄銅合金線の軟質特性について]
表3は、無酸素銅線を用いた比較材11と本発明に係る低酸素銅に13mass ppmのTiを含有した軟質希薄銅合金線を用いた実施材5とを試料とし、異なる焼鈍温度で1時間の焼鈍を施したもののビッカース硬さ(Hv)を測定した結果を示すものである。
表4は、無酸素銅線を用いた比較材12と低酸素銅に13mass ppmのTiを含有した軟質希薄銅合金線を用いた実施材6を試料とし、異なる焼鈍温度で1時間の焼鈍を施したものの0.2%耐力を測定した結果を示すものである。なお、試料としては、φ2.6mmの試料を用いた。
R:素線曲げ半径(30mm)、r=素線半径
本発明に係る軟質希薄銅合金線は、屈曲寿命の高さが要求されるが、無酸素銅線を用いた比較材13と低酸素銅にTiを添加した軟質希薄銅合金線を用いた実施材7における屈曲寿命を測定した結果を示す。ここでは試料としては、φ0.26mmの線材に対して焼鈍温度400℃で1時間の焼鈍を施したものを用い、比較材13は比較材11と同様の成分組成であり、実施材7も実施材5と同様の成分組成のものを使用した。
[本発明に係る軟質希薄銅合金線の結晶構造について]
図10は、実施材8の試料の幅方向の断面組織を写真によって示した図であり、図11は、比較材14の幅方向の断面組織を写真によって示した図である。図10は、比較材14の結晶構造を示し、図11は実施材8の結晶構造を示す。これをみると、比較材14の結晶構造は、表面部から中央部にかけて全体的に大きさの等しい結晶粒が均一に並んでいることがわかる。これに対し、実施材8の結晶構造は、全体的に結晶粒の大きさがまばらであり、特筆すべきは、試料の断面方向の表面付近に薄く形成されている層における結晶粒サイズが内部の結晶粒サイズに比べて極めて小さくなっていることである。
Claims (2)
- コンフォーム押出機により押出成形された希薄銅合金からなる押出成形品において、前記希薄銅合金は、2mass ppmを越え30mass ppm以下の酸素と、2〜12mass ppmの硫黄と、4〜55mass ppmのTiとを含み、残部が不可避不純物及び銅からなり、かつ1200℃〜1320℃の鋳造温度で鋳造材を作製した後に、前記鋳造材を最初の圧延ロールでの圧延温度を880℃以下及び最終の圧延ロールでの圧延温度を550℃以上で熱間圧延する工程を経て得られたものであり、
前記押出成形品の前記希薄銅合金内には前記Ti、硫黄及び酸素によって形成される化合物又は凝集物が形成され、該化合物又は凝集物から成る直径500nm以下の粒子の数が前記化合物又は凝集物の全体の90%以上であり、
直径2.6mmのサイズにおける半軟化温度が148℃以下、導電率が98%IACS以上である押出成形品。 - コンフォーム押出機により押出成形された請求項1に記載の希薄銅合金からなる押出成形品の製造方法において、前記希薄銅合金は、2mass ppmを越え30mass ppm以下の酸素と、2〜12mass ppmの硫黄と、4〜55mass ppmのTiとを含み、残部が不可避的不純物及び銅からなり、
前記押出成形品に加工される前の前記希薄銅合金が、SCR連続鋳造圧延により、1200℃〜1320℃の鋳造温度で鋳造材を作製する工程と、前記鋳造材を伸線加工後、最初の圧延ロールでの圧延温度を880℃以下及び最終の圧延ロールでの圧延温度を550℃以上で熱間圧延により鋳造バーを作製する工程とにより作製する押出成形品の製造方法。
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