JP5896185B2 - 電線用導体 - Google Patents
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Description
《組成》
本発明導体を構成する銅合金は、主たる添加元素がSnであるCu-Sn合金である。Snを2%以上含有することで、強度に優れる線材となり、Snの含有量が高いほど、強度及び靭性が高まる傾向にあるが、導電率が低下し易い。また、Snの増加に伴い、錫酸化物が生成され易くなり、この錫酸化物により、特に伸線時に断線が生じ易くなって、長尺で細径な線材を連続的に製造し難くなる。従って、Snの上限を6%とする。より好ましいSnの含有量は、2.5%以上4%以下である。特に、断面積が0.2mm2(0.2sq相当)以下といった細径の導体とする場合、Snの含有量を3%以上とすると、強度を更に向上することができる。
本発明導体を構成する線材は、伸線加工時の加工度を適宜調整することで、種々の直径(線径)を有することができる。例えば、直径が0.1mm以上0.5mm以下の線材は、細径であることが望まれる分野、例えば、自動車や飛行機といった搬送機器、種々の電子部品、産業用ロボットの電線の導体に好適に利用することができる。
本発明導体は、上記特定の組成のCu-Sn合金から構成された線材や撚り線、圧縮撚線に後述する特定の熱処理(軟化処理)を施した軟材で構成されることから、靭性に優れ、伸びが10%以上である。また、本発明導体は、上記特定の組成のCu-Sn合金から構成されることで高強度であり、引張強さが330MPa以上である。更に、本発明導体は、上記特定の組成のCu-Sn合金から構成されることで導電率も高く、20%IACS以上である。SnやP、酸素の含有量、軟化条件、線径などにもよるが、本発明導体は、伸び:30%以上、引張強さ:360MPa以上を満たすこともできる。
上記本発明導体は、用途に応じて、このまま導体として使用することもできるし、この導体の外周に絶縁材料により形成した絶縁層を具える電線として使用することもできる。絶縁材料は、適宜選択することができる。例えば、ポリ塩化ビニル(PVC)やノンハロゲン樹脂、難燃性に優れる材料などが挙げられる。絶縁層の厚さは、所望の絶縁強度を考慮して適宜選択することができ、特に限定されない。この電線の端部に、機器などの接続対象に接続できるように端子を装着して、端子付き電線とすることもできる。複数の電線に対して一つの端子部を共有する電線群とすることもできる。この場合、複数の電線を結束具などにより一纏まりに束ねることで、電線群のハンドリング性に優れる。
本発明導体は、代表的には、鋳造→伸線加工→最終熱処理(軟化処理)という工程により形成することができる。また、本発明電線は、上記本発明導体の外周に絶縁層を設けることにより形成することができる。
試料は、原料の準備→溶融合金の作製(溶解)→連続鋳造→冷間加工(圧延)→冷間伸線(→中間熱処理)→撚り合せ及び圧縮→最終熱処理(軟化処理)という手順で作製した。より具体的には、原料として無酸素銅を用意し、横型連続鋳造機の高純度カーボン製の坩堝内で大気溶解させ(1150〜1250℃)、完全に溶解した後、上記連続鋳造機の坩堝内に用意した錫粒及びリンを投入して更に溶解した。溶解したCu-Snの混合溶湯を横型連続鋳造機(鋳型:高純度カーボン製)により鋳造して鋳造材(直径22mmの線材)を作製した。この時の凝固時の冷却速度は10℃/sec以上であった。なお、錫粒及びりんの添加量は、表1に示す組成となるように調整した。
比較試料として、純銅からなる試料No.100を以下のように作製した。無酸素銅を用意し、上記横型連続鋳造機により純銅の鋳造材を作製し、得られた鋳造材に、上記試料No.1〜3と同様に冷間圧延→熱処理→皮剥ぎ→冷間伸線及び中間熱処理を施して、最終的に直径0.2mm又は0.175mmの丸線を得た。得られた7本の丸線を撚り合せた撚り線に圧縮率が10%の圧縮加工を施し、得られた圧縮撚線に軟化処理(連続処理)を施した。連続処理は、熱処理後の線材の伸びが30%程度となるように熱処理条件(線速や電流値など)を調整して施した。得られた圧縮撚線(軟材)の特性を上記試料No.1〜3と同様にして測定した。その結果を表1に示す。また、得られた0.2mmの丸線に上記連続処理を施したものの特性を上記試料No.1〜3と同様にして測定した。その結果を表1に示す。
Claims (3)
- 銅合金の線材から構成される電線用導体であって、
前記銅合金は、質量割合で、
Snを2%以上6%以下、
Pを10ppm以上300ppm未満、
酸素を1ppm以上50ppm以下含有し、
残部がCu及び不純物からなり、
前記不純物の含有量は、質量割合で、合計150ppm以下であり、
前記電線用導体の引張強さが330MPa以上であり、
前記電線用導体の伸びが10%以上である電線用導体。 - 前記不純物がFe、Pb、Bi、Ag、Sb、As、Zn、Si、及びAlの少なくとも一種の元素である請求項1に記載の電線用導体。
- 前記導体の導電率が20%IACS以上である請求項1又は請求項2に記載の電線用導体。
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