JP6175932B2 - 引抜銅線、引抜銅線の製造方法及びケーブル - Google Patents
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Description
本発明は、電線、ボンディングワイヤ、産業用ロボットケーブル、自動工作機械等に用いられるケーブルとして使用される引抜銅線、引抜銅線の製造方法、及び、この引抜銅線を用いたケーブルに関するものである。
従来、電線、産業用ロボットケーブル、自動工作機械等に用いられるケーブルにおいては、芯材としてタフピッチ銅からなる銅線が広く使用されている。
この種の用途の銅線においては、使用態様によっては繰返し曲げや振動が負荷されるため、これら繰返し曲げや振動によって亀裂等が容易い発生しないように、耐屈曲特性が求められる。
この種の用途の銅線においては、使用態様によっては繰返し曲げや振動が負荷されるため、これら繰返し曲げや振動によって亀裂等が容易い発生しないように、耐屈曲特性が求められる。
そこで、耐屈曲特性の向上ために、例えば特許文献１に開示される固溶硬化型のＣｕ−Ｓｎ合金や、特許文献２に開示される析出硬化型のＣｕ−Ｚｒ合金、Ｃｕ−Ｆｅ−Ｐ合金等が用いたものが提案されている。これら種々の合金を用いた銅線は、銅線の引張強さを向上させることで、耐屈曲特性を向上させようとするものである。
また、タフピッチ銅を含む、いずれの銅及び銅合金の場合でも、ケーブルの取扱性を向上させるために、適度な伸びを有する軟質の銅線（軟銅線）が用いられている。
また、タフピッチ銅を含む、いずれの銅及び銅合金の場合でも、ケーブルの取扱性を向上させるために、適度な伸びを有する軟質の銅線（軟銅線）が用いられている。
ところで、従来のタフピッチ銅の軟銅線を芯材にしたケーブルは、導電率が約１００％ＩＡＣＳと優れているものの、耐屈曲特性が不十分である。
Ｃｕ−Ｓｎ合金を用いた場合、Ｓｎを０．３質量％固溶させると導電率が８０％ＩＡＣＳ，Ｓｎを０．７質量％固溶させると導電率が６５％ＩＡＣＳという具合に、Ｓｎ添加量の増加と共に導電率が低下する。耐屈曲特性は、タフピッチ銅より優れているが、さらなる向上が望まれている。
Ｃｕ−Ｓｎ合金を用いた場合、Ｓｎを０．３質量％固溶させると導電率が８０％ＩＡＣＳ，Ｓｎを０．７質量％固溶させると導電率が６５％ＩＡＣＳという具合に、Ｓｎ添加量の増加と共に導電率が低下する。耐屈曲特性は、タフピッチ銅より優れているが、さらなる向上が望まれている。
この発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであって、耐屈曲特性を向上させた引抜銅線及び引抜銅線の製造方法並びに引抜銅線を用いたケーブルを提供することを目的とする。
上記の課題を解決するために、本発明の引抜銅線は、銅で構成される引抜銅線であって、引抜方向に垂直な断面において、ＥＢＳＤ法にて測定した全ての結晶粒界長さＬに対する特殊粒界長さＬσの比率である特殊粒界長さ比率（Ｌσ／Ｌ）が２０％以上、かつ引抜方向に垂直な断面における平均結晶粒径が線径の１０％以下とされており、前記銅が、タフピッチ銅、無酸素銅、燐脱酸銅の中のいずれか１種であることを特徴としている。
また、本発明の引抜銅線は、銅合金で構成される引抜銅線であって、引抜方向に垂直な断面において、ＥＢＳＤ法にて測定した全ての結晶粒界長さＬに対する特殊粒界長さＬσの比率である特殊粒界長さ比率（Ｌσ／Ｌ）が２０％以上、かつ引抜方向に垂直な断面における平均結晶粒径が線径の１０％以下とされており、前記銅合金が、Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｍｎ又は希土類元素のうち少なくとも１種以上を合計で０．０００１質量％以上０．０１質量％以下の範囲で含有し、残部が銅及び不可避不純物とされた組成とされていることを特徴としている。
さらに、本発明の引抜銅線は、銅合金で構成される引抜銅線であって、引抜方向に垂直な断面において、ＥＢＳＤ法にて測定した全ての結晶粒界長さＬに対する特殊粒界長さＬσの比率である特殊粒界長さ比率（Ｌσ／Ｌ）が２０％以上、かつ引抜方向に垂直な断面における平均結晶粒径が線径の１０％以下とされており、前記銅合金が、０．４質量％以下のＳｎ，０．７質量％以下のＭｇ，４．０質量％以下のＺｎ，４．０質量％以下のＡｌ，０．１質量％以下のＡｇ，０．３質量％以下のＩｎ，０．４質量％以下のＮｉ，０．２質量％以下のＰのうち少なくとも１種以上を含有し、残部が銅及び不可避不純物とされた組成の固溶強化型の銅合金であることを特徴としている。
また、本発明の引抜銅線は、銅合金で構成される引抜銅線であって、引抜方向に垂直な断面において、ＥＢＳＤ法にて測定した全ての結晶粒界長さＬに対する特殊粒界長さＬσの比率である特殊粒界長さ比率（Ｌσ／Ｌ）が２０％以上、かつ引抜方向に垂直な断面における平均結晶粒径が線径の１０％以下とされており、前記銅合金が、Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｍｎ又は希土類元素のうち少なくとも１種以上を合計で０．０００１質量％以上０．０１質量％以下の範囲で含有し、残部が銅及び不可避不純物とされた組成とされていることを特徴としている。
さらに、本発明の引抜銅線は、銅合金で構成される引抜銅線であって、引抜方向に垂直な断面において、ＥＢＳＤ法にて測定した全ての結晶粒界長さＬに対する特殊粒界長さＬσの比率である特殊粒界長さ比率（Ｌσ／Ｌ）が２０％以上、かつ引抜方向に垂直な断面における平均結晶粒径が線径の１０％以下とされており、前記銅合金が、０．４質量％以下のＳｎ，０．７質量％以下のＭｇ，４．０質量％以下のＺｎ，４．０質量％以下のＡｌ，０．１質量％以下のＡｇ，０．３質量％以下のＩｎ，０．４質量％以下のＮｉ，０．２質量％以下のＰのうち少なくとも１種以上を含有し、残部が銅及び不可避不純物とされた組成の固溶強化型の銅合金であることを特徴としている。
この構成の引抜銅線によれば、平均結晶粒径が線径の１０％以下とされているので粒界が多くなり、さらに、ＥＢＳＤ法にて測定した全ての結晶粒界長さＬに対する特殊粒界長さＬσの比率である特殊粒界長さ比率（Ｌσ／Ｌ）が２０％以上とされることで、特殊粒界が十分に多く存在していることになる。このように特殊粒界が多く存在する場合には、結晶性の高い粒界（原子配列の乱れが少ない粒界）が増加することにより転位が蓄積しても破断しにくくなり、耐屈曲特性が大幅に向上することになる。なお、この明細書において、引抜銅線とは、製造工程のいずれかにおいて、ダイスを用いて引抜加工された銅線のことである。
なお、本発明における特殊粒界長さ比率（Ｌσ／Ｌ）は、電界放出型走査電子顕微鏡を用いたＥＢＳＤ測定装置によって、結晶粒界、特殊粒界を特定し、その長さを算出することで得られるものである。
結晶粒界は、二次元断面観察の結果、隣り合う２つの結晶間の配向方位差が１５°以上となっている場合の当該結晶間の境界として定義される。
また、特殊粒界とは、結晶学的にＣＳＬ理論（Ｋｒｏｎｂｅｒｇ ｅｔ ａｌ：Ｔｒａｎｓ．Ｍｅｔ．Ｓｏｃ．ＡＩＭＥ，１８５，５０１（１９４９））に基づき定義されるΣ値で３≦Σ≦２９に属する対応粒界であって、かつ、当該対応粒界における固有対応部位格子方位欠陥Ｄｑが、Ｄｑ≦１５°／Σ１／２（Ｄ．Ｇ．Ｂｒａｎｄｏｎ：Ａｃｔａ．Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａ．Ｖｏｌ．１４，ｐ．１４７９，（１９６６））を満たす結晶粒界であるとして定義される。
平均結晶粒径は、電界放出型走査電子顕微鏡を用いたＥＢＳＤ測定装置によって、結晶粒界を特定し画像化したものから、ＪＩＳ Ｈ ０５０１の切断法に準拠して解析することにより得られるものである。
結晶粒界は、二次元断面観察の結果、隣り合う２つの結晶間の配向方位差が１５°以上となっている場合の当該結晶間の境界として定義される。
また、特殊粒界とは、結晶学的にＣＳＬ理論（Ｋｒｏｎｂｅｒｇ ｅｔ ａｌ：Ｔｒａｎｓ．Ｍｅｔ．Ｓｏｃ．ＡＩＭＥ，１８５，５０１（１９４９））に基づき定義されるΣ値で３≦Σ≦２９に属する対応粒界であって、かつ、当該対応粒界における固有対応部位格子方位欠陥Ｄｑが、Ｄｑ≦１５°／Σ１／２（Ｄ．Ｇ．Ｂｒａｎｄｏｎ：Ａｃｔａ．Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａ．Ｖｏｌ．１４，ｐ．１４７９，（１９６６））を満たす結晶粒界であるとして定義される。
平均結晶粒径は、電界放出型走査電子顕微鏡を用いたＥＢＳＤ測定装置によって、結晶粒界を特定し画像化したものから、ＪＩＳ Ｈ ０５０１の切断法に準拠して解析することにより得られるものである。
ここで、前記銅または銅合金が、タフピッチ銅、無酸素銅、燐脱酸銅の中のいずれか１種としてもよい。
タフピッチ銅は、ＪＩＳ−Ｃ１１００に規定されたものであり、通常、酸素含有量が０．０１〜０．０５質量％の範囲内とされている。
無酸素銅は、ＪＩＳ−Ｃ１０１１、ＪＩＳ−Ｃ１０２０に規定されたものであり、通常、酸素含有量が０．００１質量％以下とされている。
燐脱酸銅は、ＪＩＳ−Ｃ１２０１、ＪＩＳ−Ｃ１２２０、ＪＩＳ−Ｃ１２２１に規定されたものであり、通常、０．００４〜０．０４質量％の燐を含有するものである。
このようなタフピッチ銅、無酸素銅、燐脱酸銅といった銅材料は、銅の純度が高いことから導電率が高く、導電材料として適している。
タフピッチ銅は、ＪＩＳ−Ｃ１１００に規定されたものであり、通常、酸素含有量が０．０１〜０．０５質量％の範囲内とされている。
無酸素銅は、ＪＩＳ−Ｃ１０１１、ＪＩＳ−Ｃ１０２０に規定されたものであり、通常、酸素含有量が０．００１質量％以下とされている。
燐脱酸銅は、ＪＩＳ−Ｃ１２０１、ＪＩＳ−Ｃ１２２０、ＪＩＳ−Ｃ１２２１に規定されたものであり、通常、０．００４〜０．０４質量％の燐を含有するものである。
このようなタフピッチ銅、無酸素銅、燐脱酸銅といった銅材料は、銅の純度が高いことから導電率が高く、導電材料として適している。
また、前記銅または銅合金が、Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｍｎ又は希土類元素のうち少なくとも１種以上を合計で０．０００１質量％以上０．０１質量％以下の範囲で含有し、残部が銅及び不可避不純物とされた組成とされていてもよい。ここで、希土類元素とは、Ｓｃ，Ｙ，Ｌａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｐｍ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕのことである。
銅中には、不可避不純物としてＳ（硫黄）が存在している。銅中に存在するＳは、上述の特殊粒界長さ比率（Ｌσ／Ｌ）を低下させる作用を有する。
Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｍｎ又は希土類元素といった元素は、不可避不純物として存在するＳと反応して硫化物を生成し、Ｓの影響を抑制する作用効果を有する。
そこで、Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｍｎ又は希土類元素のうち少なくとも１種以上を合計で０．０００１質量％以上０．０１質量％以下の範囲内で含有することにより、銅中のＳの影響を抑制して特殊粒界長さ比率（Ｌσ／Ｌ）を高くすることが可能となるとともに、導電率を確保することができる。
Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｍｎ又は希土類元素といった元素は、不可避不純物として存在するＳと反応して硫化物を生成し、Ｓの影響を抑制する作用効果を有する。
そこで、Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｍｎ又は希土類元素のうち少なくとも１種以上を合計で０．０００１質量％以上０．０１質量％以下の範囲内で含有することにより、銅中のＳの影響を抑制して特殊粒界長さ比率（Ｌσ／Ｌ）を高くすることが可能となるとともに、導電率を確保することができる。
なお、前述の作用効果を確実に奏功せしめるためには、Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｍｎ又は希土類元素のうち少なくとも１種以上を合計で０．０００３質量％以上０．００２質量％以下の範囲で含有することが好ましい。
また、銅中の酸素含有量が多くなると、上述の元素と酸素が反応して酸化物を生成し、引抜銅線の機械特性が劣化してしまうおそれがあるため、酸素含有量を０．００１質量％以下とすることが好ましい。
また、銅中の酸素含有量が多くなると、上述の元素と酸素が反応して酸化物を生成し、引抜銅線の機械特性が劣化してしまうおそれがあるため、酸素含有量を０．００１質量％以下とすることが好ましい。
さらに、前記銅または銅合金が、Ｓｎ，Ｍｇ，Ｚｎ，Ａｌ，Ａｇ，Ｉｎ，Ｎｉ，Ｐのうち少なくとも１種以上を合計で０．０１質量％以上５質量％以下の範囲で含有し、残部が銅及び不可避不純物とされた組成とされていてもよい。
これらの元素を添加することにより、固溶硬化によって強度が向上し、耐屈曲特性も向上することになる。ここで、Ｓｎ，Ｍｇ，Ｚｎ，Ａｌ，Ａｇ，Ｉｎ，Ｎｉ，Ｐといった元素の合計含有量が０．０１質量％未満の場合には、耐屈曲特性を十分に向上できない。また、Ｓｎ，Ｍｇ，Ｚｎ，Ａｌ，Ａｇ，Ｉｎ，Ｎｉ，Ｐといった元素の合計含有量が５質量％を超えると、導電率が大幅に低下してしまう。以上のことから、Ｓｎ，Ｍｇ，Ｚｎ，Ａｌ，Ａｇ，Ｉｎ，Ｎｉ，Ｐのうち少なくとも１種以上を合計で０．０１質量％以上５質量％以下の範囲内で含有することが好ましい。また、上述の作用効果を確実に奏功せしめるためには、Ｓｎ，Ｍｇ，Ｚｎ，Ａｌ，Ａｇ，Ｉｎ，Ｎｉ，Ｐといった元素の合計含有量を０．０５質量％以上３質量％以下の範囲内とすることがより好ましい。
これらの元素を添加することにより、固溶硬化によって強度が向上し、耐屈曲特性も向上することになる。ここで、Ｓｎ，Ｍｇ，Ｚｎ，Ａｌ，Ａｇ，Ｉｎ，Ｎｉ，Ｐといった元素の合計含有量が０．０１質量％未満の場合には、耐屈曲特性を十分に向上できない。また、Ｓｎ，Ｍｇ，Ｚｎ，Ａｌ，Ａｇ，Ｉｎ，Ｎｉ，Ｐといった元素の合計含有量が５質量％を超えると、導電率が大幅に低下してしまう。以上のことから、Ｓｎ，Ｍｇ，Ｚｎ，Ａｌ，Ａｇ，Ｉｎ，Ｎｉ，Ｐのうち少なくとも１種以上を合計で０．０１質量％以上５質量％以下の範囲内で含有することが好ましい。また、上述の作用効果を確実に奏功せしめるためには、Ｓｎ，Ｍｇ，Ｚｎ，Ａｌ，Ａｇ，Ｉｎ，Ｎｉ，Ｐといった元素の合計含有量を０．０５質量％以上３質量％以下の範囲内とすることがより好ましい。
本発明の引抜銅線の製造方法は、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の引抜銅線の製造方法であって、焼鈍を行った後、減面率２％以上９９％以下となる引抜を行い、さらに熱処理を行い、引抜方向に垂直な断面において、ＥＢＳＤ法にて測定した全ての結晶粒界長さＬに対する特殊粒界長さＬσの比率である特殊粒界長さ比率（Ｌσ／Ｌ）が２０％以上、かつ、引抜方向に垂直な断面における平均結晶粒径が線径の１０％以下の組織を発現させる工程を含むことを特徴としている。
この構成の引抜銅線の製造方法によれば、焼鈍を行った銅線に対して減面率２％以上９９％以下となる引抜加工を実施し、熱処理を行うことにより、結晶性の高い粒界（原子配列の乱れが少ない粒界）を増加させ特殊粒界長さ比率（Ｌσ／Ｌ）を高くするとともに、結晶粒を微細にすることができる。このため、特殊粒界長さ比率（Ｌσ／Ｌ）が２０％以上、かつ平均結晶粒径が線径の１０％以下の組織を有する引抜銅線が得られる。
この構成の引抜銅線の製造方法によれば、焼鈍を行った銅線に対して減面率２％以上９９％以下となる引抜加工を実施し、熱処理を行うことにより、結晶性の高い粒界（原子配列の乱れが少ない粒界）を増加させ特殊粒界長さ比率（Ｌσ／Ｌ）を高くするとともに、結晶粒を微細にすることができる。このため、特殊粒界長さ比率（Ｌσ／Ｌ）が２０％以上、かつ平均結晶粒径が線径の１０％以下の組織を有する引抜銅線が得られる。
ここで、焼鈍後の引抜加工における減面率が２％未満、あるいは、９９％を超えた場合には、その後に熱処理を実施しても、特殊粒界長さ比率（Ｌσ／Ｌ）を２０％以上、かつ平均結晶粒径を線径の１０％以下とすることが困難である。
なお、特殊粒界長さ比率（Ｌσ／Ｌ）をさらに高めるには、焼鈍後の引抜加工における減面率を５％以上９５％以下とすることが好ましく、減面率を５％以上９２％以下とすることがさらに好ましい。
また、引抜加工後の熱処理としては、例えば、バッチ炉、パイプ炉、通電焼鈍等を適用することができる。熱処理条件は、平均結晶粒径を線径の１０％以下に制御するために、所定の温度範囲内、かつ短時間で行われることが好ましい。これは、熱処理温度が低すぎると結晶粒の成長が不十分となり強度が高くなるおそれがあり、熱処理温度が高すぎたり、熱処理時間が長時間であったりすると、結晶粒が粗大化して平均結晶粒径が線径の１０％超となるおそれがあるためである。熱処理時間が短時間の場合には、通電焼鈍やパイプ炉などを用いることが望ましい。
なお、特殊粒界長さ比率（Ｌσ／Ｌ）をさらに高めるには、焼鈍後の引抜加工における減面率を５％以上９５％以下とすることが好ましく、減面率を５％以上９２％以下とすることがさらに好ましい。
また、引抜加工後の熱処理としては、例えば、バッチ炉、パイプ炉、通電焼鈍等を適用することができる。熱処理条件は、平均結晶粒径を線径の１０％以下に制御するために、所定の温度範囲内、かつ短時間で行われることが好ましい。これは、熱処理温度が低すぎると結晶粒の成長が不十分となり強度が高くなるおそれがあり、熱処理温度が高すぎたり、熱処理時間が長時間であったりすると、結晶粒が粗大化して平均結晶粒径が線径の１０％超となるおそれがあるためである。熱処理時間が短時間の場合には、通電焼鈍やパイプ炉などを用いることが望ましい。
本発明のケーブルは、上述の引抜銅線を用いて、単線材あるいは撚線材を形成したこととしている。
この構成のケーブルによれば、上述の引抜銅線を用いているので、ＥＢＳＤ法にて測定した全ての結晶粒界長さＬに対する特殊粒界長さＬσの比率である特殊粒界長さ比率（Ｌσ／Ｌ）が２０％以上、かつ平均結晶粒径が線径の１０％以下とされ、耐屈曲特性が大幅に向上することになる。よって、繰返し曲げや振動が負荷される使用環境であっても、ケーブルが早期に劣化することを抑制できる。
この構成のケーブルによれば、上述の引抜銅線を用いているので、ＥＢＳＤ法にて測定した全ての結晶粒界長さＬに対する特殊粒界長さＬσの比率である特殊粒界長さ比率（Ｌσ／Ｌ）が２０％以上、かつ平均結晶粒径が線径の１０％以下とされ、耐屈曲特性が大幅に向上することになる。よって、繰返し曲げや振動が負荷される使用環境であっても、ケーブルが早期に劣化することを抑制できる。
また、本発明のケーブルにおいては、前記単線材あるいは前記撚線材の周囲を覆う絶縁被覆を備えていてもよい。
本発明によれば、耐屈曲特性を向上させた引抜銅線及び引抜銅線の製造方法並びに引抜銅線を用いたケーブルを提供することができる。
以下に、本発明の実施形態について、添付した図面を参照して説明する。
まず、本発明の第一の実施形態に係る引抜銅線１１及びケーブル１０について、図１及び図２を参照して説明する。
ケーブル１０は、図１に示すように、断面が概略円形状をなす丸線とされた引抜銅線１１からなる芯材１２と、この芯材１２の外周側に形成された絶縁被覆１３と、を備えている。本実施形態では、芯材１２は、複数の引抜銅線１１を撚り込んだ撚線材とされている。なお、本実施形態においては、銅又は銅合金からなる引抜線を引抜銅線と称する。
まず、本発明の第一の実施形態に係る引抜銅線１１及びケーブル１０について、図１及び図２を参照して説明する。
ケーブル１０は、図１に示すように、断面が概略円形状をなす丸線とされた引抜銅線１１からなる芯材１２と、この芯材１２の外周側に形成された絶縁被覆１３と、を備えている。本実施形態では、芯材１２は、複数の引抜銅線１１を撚り込んだ撚線材とされている。なお、本実施形態においては、銅又は銅合金からなる引抜線を引抜銅線と称する。
引抜銅線１１は、銅または銅合金で構成されており、本実施形態では、タフピッチ銅、無酸素銅、燐脱酸銅等の純銅、あるいは、Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｍｎ又は希土類元素のうち少なくとも１種以上を合計で０．０００１質量％以上０．０１質量％以下、好ましくは０．０００３質量％以上０．００２質量％以下の範囲で含有し、残部が銅及び不可避不純物とされた組成の銅合金で構成されている。また、不可避不純物中のＳの含有量が０．００３質量％以下とされている。
ここで、希土類元素とは、Ｓｃ，Ｙ，Ｌａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｐｍ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕのことである。また、Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｍｎ又は希土類元素のうち少なくとも１種以上を合計で０．０００１質量％以上０．０１質量％以下の範囲で含有し、残部が銅及び不可避不純物とされた組成の銅合金においては、酸素含有量が０．００１質量％以下とされている。
ここで、希土類元素とは、Ｓｃ，Ｙ，Ｌａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｐｍ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕのことである。また、Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｍｎ又は希土類元素のうち少なくとも１種以上を合計で０．０００１質量％以上０．０１質量％以下の範囲で含有し、残部が銅及び不可避不純物とされた組成の銅合金においては、酸素含有量が０．００１質量％以下とされている。
そして、引抜銅線１１は、ＥＢＳＤ法にて測定した全ての結晶粒界長さＬに対する特殊粒界長さＬσの比率である特殊粒界長さ比率（Ｌσ／Ｌ）が２０％以上とされており、本実施形態では、特殊粒界長さ比率（Ｌσ／Ｌ）が３０％以上とされていることが望ましい。なお、耐屈曲特性の観点から、特殊粒界長さ比率（Ｌσ／Ｌ）は３４％以上であることがより望ましい。
さらに、引抜銅線１１は、ＥＢＳＤ法にて測定した結晶粒界に囲まれた結晶の平均結晶粒径が線径の１０％以下とされており、本実施形態では、平均結晶粒径が線径の５％以下であることが望ましい。なお、耐屈曲特性の観点から、平均結晶粒径が線径の４％以下であることがより望ましい。
ここで、特殊粒界長さ比率（Ｌσ／Ｌ）は、電界放出型走査電子顕微鏡を用いたＥＢＳＤ測定装置によって、結晶粒界、特殊粒界を特定し、その長さを算出することにより得られるものである。
平均結晶粒径は、電界放出型走査電子顕微鏡を用いたＥＢＳＤ測定装置によって、結晶粒界を特定し画像化したものから、ＪＩＳ Ｈ ０５０１の切断法に準拠して解析することにより得られるものである。
さらに、引抜銅線１１は、ＥＢＳＤ法にて測定した結晶粒界に囲まれた結晶の平均結晶粒径が線径の１０％以下とされており、本実施形態では、平均結晶粒径が線径の５％以下であることが望ましい。なお、耐屈曲特性の観点から、平均結晶粒径が線径の４％以下であることがより望ましい。
ここで、特殊粒界長さ比率（Ｌσ／Ｌ）は、電界放出型走査電子顕微鏡を用いたＥＢＳＤ測定装置によって、結晶粒界、特殊粒界を特定し、その長さを算出することにより得られるものである。
平均結晶粒径は、電界放出型走査電子顕微鏡を用いたＥＢＳＤ測定装置によって、結晶粒界を特定し画像化したものから、ＪＩＳ Ｈ ０５０１の切断法に準拠して解析することにより得られるものである。
結晶粒界は、二次元断面観察の結果、隣り合う２つの結晶間の配向方位差が１５°以上となっている場合の当該結晶間の境界として定義される。
また、特殊粒界とは、結晶学的にＣＳＬ理論（Ｋｒｏｎｂｅｒｇ ｅｔ ａｌ：Ｔｒａｎｓ．Ｍｅｔ．Ｓｏｃ．ＡＩＭＥ，１８５，５０１（１９４９））に基づき定義されるΣ値で３≦Σ≦２９に属する対応粒界であって、かつ、当該対応粒界における固有対応部位格子方位欠陥Ｄｑが、Ｄｑ≦１５°／Σ１／２（Ｄ．Ｇ．Ｂｒａｎｄｏｎ：Ａｃｔａ．Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａ．Ｖｏｌ．１４，ｐ．１４７９，（１９６６））を満たす結晶粒界であるとして定義される。
また、特殊粒界とは、結晶学的にＣＳＬ理論（Ｋｒｏｎｂｅｒｇ ｅｔ ａｌ：Ｔｒａｎｓ．Ｍｅｔ．Ｓｏｃ．ＡＩＭＥ，１８５，５０１（１９４９））に基づき定義されるΣ値で３≦Σ≦２９に属する対応粒界であって、かつ、当該対応粒界における固有対応部位格子方位欠陥Ｄｑが、Ｄｑ≦１５°／Σ１／２（Ｄ．Ｇ．Ｂｒａｎｄｏｎ：Ａｃｔａ．Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａ．Ｖｏｌ．１４，ｐ．１４７９，（１９６６））を満たす結晶粒界であるとして定義される。
次に、本実施形態であるケーブル１０及び引抜銅線１１の製造方法について、図２のフロー図を用いて説明する。
本実施形態においては、例えばベルト・ホイール式連続鋳造機と連続圧延装置とを備えた連続鋳造圧延設備を用いて、銅荒引線を製造し、この銅荒引線を素材として引抜銅線１１を製造する。
本実施形態においては、例えばベルト・ホイール式連続鋳造機と連続圧延装置とを備えた連続鋳造圧延設備を用いて、銅荒引線を製造し、この銅荒引線を素材として引抜銅線１１を製造する。
まず、溶解炉において、銅原料を投入して溶解し、銅溶湯を得る。溶解炉で得られた銅溶湯をタンディシュに移送し、タンディシュ内の銅溶湯に脱酸処理等を実施したり、あるいは、Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｍｎ又は希土類元素のうち少なくとも１種以上の元素を添加したりして、所定の組成の銅溶湯を溶製する（銅溶湯生成工程Ｓ０１）。なお、本実施形態においては、銅又は銅合金からなる溶湯を銅溶湯と称する。
このように成分調整された銅溶湯は、ベルト・ホイール式連続鋳造機に供給され、棒状鋳塊が連続的に製出される（連続鋳造工程Ｓ０２）。
棒状鋳塊は、連続圧延装置に供給されてロール圧延加工が施され、所定の外径（本実施形態では直径３〜１００ｍｍ）の銅荒引線が製出される（連続圧延工程Ｓ０３）。この連続圧延工程Ｓ０３においては、４００〜９００℃の範囲で圧延が実施される。なお、本実施形態においては、銅又は銅合金からなる荒引線を銅荒引線と称する。
棒状鋳塊は、連続圧延装置に供給されてロール圧延加工が施され、所定の外径（本実施形態では直径３〜１００ｍｍ）の銅荒引線が製出される（連続圧延工程Ｓ０３）。この連続圧延工程Ｓ０３においては、４００〜９００℃の範囲で圧延が実施される。なお、本実施形態においては、銅又は銅合金からなる荒引線を銅荒引線と称する。
このようにして得られた銅荒引線に対して引抜加工を実施し、所定の外径（本実施形態では直径０．００５〜２０ｍｍ）の銅素線を製出する（１次加工工程Ｓ０４）。
次に、この銅素線に対して焼鈍を実施し、軟銅線を得る（焼鈍工程Ｓ０５）。この焼鈍工程Ｓ０５では、１次加工工程Ｓ０４において生じた加工組織を再結晶させ、銅素線を軟化させる。
次に、この銅素線に対して焼鈍を実施し、軟銅線を得る（焼鈍工程Ｓ０５）。この焼鈍工程Ｓ０５では、１次加工工程Ｓ０４において生じた加工組織を再結晶させ、銅素線を軟化させる。
そして、焼鈍工程Ｓ０５によって得られた軟銅線に対して、減面率２％以上９９％以下となる引抜加工を実施する（仕上引抜工程Ｓ０６）。この仕上引抜加工工程Ｓ０６においては、減面率を５％以上９５％以下とすることが好ましく、さらに、減面率を５％以上９２％以下とすることがより好ましい。
なお、焼鈍工程Ｓ０５と仕上引抜加工工程Ｓ０６は繰り返し実施してもよい。この仕上引抜加工工程Ｓ０６によって、断面円形の丸線（銅線）が製造されることになる。
なお、焼鈍工程Ｓ０５と仕上引抜加工工程Ｓ０６は繰り返し実施してもよい。この仕上引抜加工工程Ｓ０６によって、断面円形の丸線（銅線）が製造されることになる。
そして、最終形状とされた銅線に対して、熱処理を行う（仕上熱処理工程Ｓ０７）。なお、この仕上熱処理工程Ｓ０７は、バッチ炉、パイプ炉、通電焼鈍のいずれの方法で実施してもよい。熱処理条件は、平均結晶粒径を線径の１０％以下に制御するために、所定の温度範囲内で熱処理時間を短時間にすることが好ましく、短時間の熱処理は、通電焼鈍やパイプ炉などにより行うことが望ましい。ここで、所定の温度範囲とは、引抜銅線の材質に応じて所望の平均結晶粒径の引抜銅線を製造するために適宜設定される温度範囲である。
上述の仕上引抜加工工程Ｓ０６と仕上熱処理工程Ｓ０７とによって、ＥＢＳＤ法にて測定した全ての結晶粒界長さＬに対する特殊粒界長さＬσの比率である特殊粒界長さ比率（Ｌσ／Ｌ）が２０％以上、かつ平均結晶粒径が線径の１０％以下の組織が発現することになる。
以上のような手順によって、本実施形態である引抜銅線１１が製出される。
上述の仕上引抜加工工程Ｓ０６と仕上熱処理工程Ｓ０７とによって、ＥＢＳＤ法にて測定した全ての結晶粒界長さＬに対する特殊粒界長さＬσの比率である特殊粒界長さ比率（Ｌσ／Ｌ）が２０％以上、かつ平均結晶粒径が線径の１０％以下の組織が発現することになる。
以上のような手順によって、本実施形態である引抜銅線１１が製出される。
このようにして得られた複数の引抜銅線１１に対して撚り線加工Ｓ０８を実施することにより、撚線材とされた芯材１２が形成される。
そして、この芯材１２の外周側に、絶縁被覆１３を形成する（絶縁被覆工程Ｓ０９）。これにより、引抜銅線１１からなる芯材１２と絶縁被覆１３とを備えたケーブル１０が製造される。引抜銅線１１の最終直径は、０．００５〜２０ｍｍとすることができる。特に、最終直径０．０１〜１ｍｍの細線に適用することが望ましい。
そして、この芯材１２の外周側に、絶縁被覆１３を形成する（絶縁被覆工程Ｓ０９）。これにより、引抜銅線１１からなる芯材１２と絶縁被覆１３とを備えたケーブル１０が製造される。引抜銅線１１の最終直径は、０．００５〜２０ｍｍとすることができる。特に、最終直径０．０１〜１ｍｍの細線に適用することが望ましい。
以上のような構成とされた本実施形態である引抜銅線１１及びケーブル１０によれば、平均結晶粒径が線径の１０％以下とされているので粒界が多くなり、さらに、ＥＢＳＤ法にて測定した全ての結晶粒界長さＬに対する特殊粒界長さＬσの比率である特殊粒界長さ比率（Ｌσ／Ｌ）が２０％以上とされることで、特殊粒界が十分に多く存在している。すなわち、結晶性の高い粒界（原子配列の乱れが少ない粒界）が多く存在していることになり、転位が蓄積しても破断しにくく、耐屈曲特性を大幅に向上させることが可能となる。
また、本実施形態では、引抜銅線１１が、タフピッチ銅、無酸素銅、燐脱酸銅等の純銅、あるいは、Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｍｎ又は希土類元素のうち少なくとも１種以上の添加元素を合計で０．０００１質量％以上０．０１質量％以下の範囲で含有し、残部が銅及び不可避不純物とされた組成の銅合金で構成されている。
引抜銅線１１を、タフピッチ銅、無酸素銅、燐脱酸銅等の純銅で構成した場合には、導電率が高くなり、導電性及び耐屈曲特性に優れる。
また、引抜銅線１１を、Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｍｎ又は希土類元素のうち少なくとも１種以上の添加元素を合計で０．０００１質量％以上０．０１質量％以下の範囲で含有し、残部が銅及び不可避不純物とされた組成の銅合金で構成した場合には、上述の元素が、不可避不純物のひとつとして銅中に存在するＳ（硫黄）と反応して金属間化合物を生成し、Ｓの影響を抑制することが可能となる。よって、引抜銅線１１の特殊粒界長さ比率（Ｌσ／Ｌ）を高くすることが可能となる。
引抜銅線１１を、タフピッチ銅、無酸素銅、燐脱酸銅等の純銅で構成した場合には、導電率が高くなり、導電性及び耐屈曲特性に優れる。
また、引抜銅線１１を、Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｍｎ又は希土類元素のうち少なくとも１種以上の添加元素を合計で０．０００１質量％以上０．０１質量％以下の範囲で含有し、残部が銅及び不可避不純物とされた組成の銅合金で構成した場合には、上述の元素が、不可避不純物のひとつとして銅中に存在するＳ（硫黄）と反応して金属間化合物を生成し、Ｓの影響を抑制することが可能となる。よって、引抜銅線１１の特殊粒界長さ比率（Ｌσ／Ｌ）を高くすることが可能となる。
さらに、本実施形態では、不可避不純物中のＳの含有量が０．００３質量％以下とされているので、Ｓの影響を確実に抑えることができ、確実に特殊粒界長さ比率（Ｌσ／Ｌ）を高くすることができる。
また、Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｍｎ又は希土類元素のうち少なくとも１種以上を合計で０．０００１質量％以上０．０１質量％以下の範囲で含有し、残部が銅及び不可避不純物とされた組成の銅合金の場合、酸素含有量が０．００１質量％以下とされているので、Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｍｎ又は希土類元素といった元素が酸素と反応して酸化物を生成することが抑制され、引抜銅線１１の特性への悪影響を抑えることができる。
また、Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｍｎ又は希土類元素のうち少なくとも１種以上を合計で０．０００１質量％以上０．０１質量％以下の範囲で含有し、残部が銅及び不可避不純物とされた組成の銅合金の場合、酸素含有量が０．００１質量％以下とされているので、Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｍｎ又は希土類元素といった元素が酸素と反応して酸化物を生成することが抑制され、引抜銅線１１の特性への悪影響を抑えることができる。
また、本実施形態である引抜銅線１１の製造方法によれば、焼鈍工程Ｓ０５によって得られた軟銅線に対して、減面率２％以上９９％以下となる引抜加工を実施する仕上引抜加工工程Ｓ０６と、仕上引抜加工工程Ｓ０６において最終形状とされた銅線に対して熱処理を行う仕上熱処理工程Ｓ０７と、を備えているので、結晶性の高い粒界（原子配列の乱れが少ない粒界）を増加させ特殊粒界長さ比率（Ｌσ／Ｌ）を高くすることができるとともに、結晶粒径を微細にでき、特殊粒界長さ比率（Ｌσ／Ｌ）が２０％以上、かつ平均結晶粒径が線径の１０％以下の組織を発現させることが可能となる。
以下に、本発明の第二の実施形態に係る引抜銅線１１１及びケーブル１１０について、添付した図面を参照して説明する。
ケーブル１１０は、図３に示すように、断面が概略円形状をなす丸線とされた引抜銅線１１１からなる芯材１１２と、この芯材１１２の外周側に形成された絶縁被覆１１３と、を備えている。本実施形態では、芯材１１２が１本の引抜銅線１１１からなる単線材とされている。
ケーブル１１０は、図３に示すように、断面が概略円形状をなす丸線とされた引抜銅線１１１からなる芯材１１２と、この芯材１１２の外周側に形成された絶縁被覆１１３と、を備えている。本実施形態では、芯材１１２が１本の引抜銅線１１１からなる単線材とされている。
引抜銅線１１１は、銅または銅合金で構成されており、本実施形態では、Ｓｎ，Ｍｇ，Ｚｎ，Ａｌ，Ａｇ，Ｉｎ，Ｎｉ，Ｐのうち少なくとも１種以上を合計で０．０１質量％以上５質量％以下の範囲で含有し、残部が銅及び不可避不純物とされた組成の固溶強化型の銅合金で構成されている。なお、より好ましくは、Ｓｎ，Ｍｇ，Ｚｎ，Ａｌ，Ａｇ，Ｉｎ，Ｎｉ，Ｐといった元素の合計含有量が０．０５質量％以上３質量％以下の範囲内とされている。
そして、引抜銅線１１１は、ＥＢＳＤ法にて測定した全ての結晶粒界長さＬに対する特殊粒界長さＬσの比率である特殊粒界長さ比率（Ｌσ／Ｌ）が２０％以上とされており、本実施形態では、特殊粒界長さ比率（Ｌσ／Ｌ）が３０％以上とされていることが望ましい。なお、耐屈曲特性の観点から、特殊粒界長さ比率（Ｌσ／Ｌ）は３４％以上であることがより望ましい。
次に、本実施形態であるケーブル１１０及び引抜銅線１１１の製造方法について、図４のフロー図を用いて説明する。
本実施形態においては、連続鋳造機によって断面円形の鋳塊を製造し、この鋳塊に対して押出加工を行い、得られた押出素線を素材として引抜銅線１１１を製造する。
本実施形態においては、連続鋳造機によって断面円形の鋳塊を製造し、この鋳塊に対して押出加工を行い、得られた押出素線を素材として引抜銅線１１１を製造する。
まず、溶解炉において、銅原料を溶解し、Ｓｎ，Ｍｇ，Ｚｎ，Ａｌ，Ａｇ，Ｉｎ，Ｎｉ，Ｐといった元素を適宜添加することにより、所定の組成の銅溶湯を溶製する（銅溶湯生成工程Ｓ１０１）。
成分調整された銅溶湯は、連続鋳造機に供給され、断面円形をなす鋳塊が製造される（鋳造工程Ｓ１０２）。
得られた鋳塊を所定の長さに切断して再加熱し、熱間押出機を用いて押出加工を行う
（押出工程Ｓ１０３）。なお、この押出工程Ｓ１０３は、８００℃以上の温度条件で実施することが好ましい。これにより、直径１０〜２００ｍｍの押出素線が製造される。
成分調整された銅溶湯は、連続鋳造機に供給され、断面円形をなす鋳塊が製造される（鋳造工程Ｓ１０２）。
得られた鋳塊を所定の長さに切断して再加熱し、熱間押出機を用いて押出加工を行う
（押出工程Ｓ１０３）。なお、この押出工程Ｓ１０３は、８００℃以上の温度条件で実施することが好ましい。これにより、直径１０〜２００ｍｍの押出素線が製造される。
このようにして得られた押出素線に対して引抜加工を実施し、所定の外径（本実施形態では直径０．００５〜２０ｍｍ）の銅素線を製出する（１次加工工程Ｓ１０４）。
次に、この銅素線に対して焼鈍を実施し、軟銅線を得る（焼鈍工程Ｓ１０５）。この焼鈍工程Ｓ１０５では、１次加工工程Ｓ１０４において生じた加工組織を再結晶させ、銅素線を軟化させるのである。
次に、この銅素線に対して焼鈍を実施し、軟銅線を得る（焼鈍工程Ｓ１０５）。この焼鈍工程Ｓ１０５では、１次加工工程Ｓ１０４において生じた加工組織を再結晶させ、銅素線を軟化させるのである。
そして、焼鈍工程Ｓ１０５によって得られた軟銅線に対して、減面率２％以上９９％以下となる引抜加工を実施する（仕上引抜加工工程Ｓ１０６）。この仕上引抜加工工程Ｓ１０６においては、減面率を５％以上９５％以下とすることが好ましく、さらに、減面率を５％以上９２％以下とすることがより好ましい。
なお、焼鈍工程Ｓ１０５と仕上引抜加工工程Ｓ１０６は繰り返し実施してもよい。この仕上引抜加工工程Ｓ１０６によって、断面円形の銅線（丸線）が製造されることになる。
なお、焼鈍工程Ｓ１０５と仕上引抜加工工程Ｓ１０６は繰り返し実施してもよい。この仕上引抜加工工程Ｓ１０６によって、断面円形の銅線（丸線）が製造されることになる。
そして、最終形状とされた銅線に対して、熱処理を行う（仕上熱処理工程Ｓ１０７）。なお、この仕上熱処理工程Ｓ１０７は、バッチ炉、パイプ炉、通電焼鈍のいずれの方法で実施してもよい。また、熱処理条件は特に限定されないが、平均結晶粒径を線径の１０％以下に制御するためには、通電焼鈍やパイプ炉などの短時間の焼鈍が望ましい。
この仕上引抜加工工程Ｓ１０６と仕上熱処理工程Ｓ１０７とによって、ＥＢＳＤ法にて測定した全ての結晶粒界長さＬに対する特殊粒界長さＬσの比率である特殊粒界長さ比率（Ｌσ／Ｌ）が２０％以上、かつ平均結晶粒径が線径の１０％以下の組織が発現することになる。
以上のような手順によって、本実施形態である引抜銅線１１１が製出されることになる。引抜銅線１１１の最終直径は、０．００５〜２０ｍｍとすることができる。特に、最終直径０．０１〜１ｍｍの細線に適用するのが望ましい。
この仕上引抜加工工程Ｓ１０６と仕上熱処理工程Ｓ１０７とによって、ＥＢＳＤ法にて測定した全ての結晶粒界長さＬに対する特殊粒界長さＬσの比率である特殊粒界長さ比率（Ｌσ／Ｌ）が２０％以上、かつ平均結晶粒径が線径の１０％以下の組織が発現することになる。
以上のような手順によって、本実施形態である引抜銅線１１１が製出されることになる。引抜銅線１１１の最終直径は、０．００５〜２０ｍｍとすることができる。特に、最終直径０．０１〜１ｍｍの細線に適用するのが望ましい。
このようにして得られた引抜銅線１１１を芯材１１２とし、この芯材１１２の外周側に、絶縁被覆１１３を形成する（絶縁被覆工程Ｓ１０９）。これにより、引抜銅線１１１からなる芯材１１２と絶縁被覆１１３とを備えたケーブル１１０が製造される。
以上のような構成とされた本実施形態である引抜銅線１１１及びケーブル１１０によれば、第一の実施形態と同様に、平均結晶粒径が線径の１０％以下とされているので粒界が多くなり、さらに、ＥＢＳＤ法にて測定した全ての結晶粒界長さＬに対する特殊粒界長さＬσの比率である特殊粒界長さ比率（Ｌσ／Ｌ）が２０％以上とされることで、特殊粒界が十分に多く存在している。すなわち、結晶性の高い粒界（原子配列の乱れが少ない粒界）が多く存在していることになり、転位が蓄積しても破断しにくく、耐屈曲特性を大幅に向上させることが可能となる。
また、本実施形態においては、引抜銅線１１１が、Ｓｎ，Ｍｇ，Ｚｎ，Ａｌ，Ａｇ，Ｉｎ，Ｎｉ，Ｐのうち少なくとも１種以上を合計で０．０１質量％以上５質量％以下の範囲で含有し、残部が銅及び不可避不純物とされた組成とされているので、固溶硬化によって引抜銅線１１１の強度が上昇して耐屈曲特性が向上するとともに、導電率を確保することが可能となる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、引抜銅線からなる芯材を、単線材としてもよいし撚線材としてもよい。撚線材の撚り本数等や、絶縁被覆の構造についても本実施形態に限定されることはなく、適宜設計変更してもよい。
例えば、引抜銅線からなる芯材を、単線材としてもよいし撚線材としてもよい。撚線材の撚り本数等や、絶縁被覆の構造についても本実施形態に限定されることはなく、適宜設計変更してもよい。
また、第一の実施形態で例示したタフピッチ銅、無酸素銅、燐脱酸銅等の純銅、あるいは、Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｍｎ又は希土類元素のうち少なくとも１種以上を合計で０．０００１質量％以上０．０１質量％以下の範囲で含有し、残部が銅及び不可避不純物とされた組成の銅合金からなる引抜銅線を、第二の実施形態で例示したように押出加工によって製造してもよい。
同様に、第二の実施形態で例示したＳｎ，Ｍｇ，Ｚｎ，Ａｌ，Ａｇ，Ｉｎ，Ｎｉ，Ｐのうち少なくとも１種以上を合計で０．０１質量％以上５質量％以下の範囲で含有し、残部が銅及び不可避不純物とされた組成の銅合金からなる引抜銅線を、第一の実施形態で例示したようにベルト・ホイール式連続鋳造機を用いて製造してもよい。
同様に、第二の実施形態で例示したＳｎ，Ｍｇ，Ｚｎ，Ａｌ，Ａｇ，Ｉｎ，Ｎｉ，Ｐのうち少なくとも１種以上を合計で０．０１質量％以上５質量％以下の範囲で含有し、残部が銅及び不可避不純物とされた組成の銅合金からなる引抜銅線を、第一の実施形態で例示したようにベルト・ホイール式連続鋳造機を用いて製造してもよい。
以下に、本発明に係る引抜銅線について評価した評価試験の結果について説明する。
＜実施例１〜６６＞
表１〜５に記載された組成の銅荒引線（直径８ｍｍ）を、第一の実施形態で例示した連続鋳造圧延設備を用いて製造した。なお、タフピッチ銅はＪＩＳ−Ｃ１１００に規定されたものとし、無酸素銅はＪＩＳ−Ｃ１０２０に規定されたものとし、燐脱酸銅はＪＩＳ−Ｃ１２２０に規定されたものとした。また、銅合金は、上述の無酸素銅（ＪＩＳ−Ｃ１０２０）を溶解原料として使用した。
得られた銅荒引線に対して一次引抜加工を行って、直径８０μｍから６５０μｍの銅素線を製造し、バッチ炉を用いてＡｒ雰囲気で、表１〜５に示す条件で焼鈍した。
次に、表１〜５に示す減面率で仕上引抜加工を行い、表１〜５に示す最終線径の銅線を製造した。
この銅線に対して、ホットプレートを用いて大気雰囲気で、表１〜５に示す条件で仕上熱処理を行い、表１〜５に示す引張強度の引抜銅線を得た。
表１〜５に記載された組成の銅荒引線（直径８ｍｍ）を、第一の実施形態で例示した連続鋳造圧延設備を用いて製造した。なお、タフピッチ銅はＪＩＳ−Ｃ１１００に規定されたものとし、無酸素銅はＪＩＳ−Ｃ１０２０に規定されたものとし、燐脱酸銅はＪＩＳ−Ｃ１２２０に規定されたものとした。また、銅合金は、上述の無酸素銅（ＪＩＳ−Ｃ１０２０）を溶解原料として使用した。
得られた銅荒引線に対して一次引抜加工を行って、直径８０μｍから６５０μｍの銅素線を製造し、バッチ炉を用いてＡｒ雰囲気で、表１〜５に示す条件で焼鈍した。
次に、表１〜５に示す減面率で仕上引抜加工を行い、表１〜５に示す最終線径の銅線を製造した。
この銅線に対して、ホットプレートを用いて大気雰囲気で、表１〜５に示す条件で仕上熱処理を行い、表１〜５に示す引張強度の引抜銅線を得た。
＜従来例１〜３＞
表１〜３に記載された組成の銅荒引線（直径８ｍｍ）を、第一の実施形態で例示した連続鋳造圧延設備を用いて製造した。なお、従来例２、３においては、無酸素銅（ＪＩＳ−Ｃ１０２０）を溶解原料として使用した。
得られた銅荒引線に対して一次引抜加工を行って直径２５３０μｍの銅線を製造した。
この銅線に対して、バッチ炉を用いてＡｒ雰囲気で、表１〜３に示す条件で焼鈍した。次に、表１〜３に示す減面率で仕上引抜加工を行い、表１〜３に示す最終線径の銅線を製造した。
この銅線に対してホットプレートを用いて大気雰囲気で、表１〜３に示す条件で仕上熱処理を行い、表１〜３に示す引張強度の引抜銅線を得た。
表１〜３に記載された組成の銅荒引線（直径８ｍｍ）を、第一の実施形態で例示した連続鋳造圧延設備を用いて製造した。なお、従来例２、３においては、無酸素銅（ＪＩＳ−Ｃ１０２０）を溶解原料として使用した。
得られた銅荒引線に対して一次引抜加工を行って直径２５３０μｍの銅線を製造した。
この銅線に対して、バッチ炉を用いてＡｒ雰囲気で、表１〜３に示す条件で焼鈍した。次に、表１〜３に示す減面率で仕上引抜加工を行い、表１〜３に示す最終線径の銅線を製造した。
この銅線に対してホットプレートを用いて大気雰囲気で、表１〜３に示す条件で仕上熱処理を行い、表１〜３に示す引張強度の引抜銅線を得た。
＜特殊粒界長さ比率＞
得られた引抜銅線について、特殊粒界長さ比率（Ｌσ／Ｌ）を算出した。各試料について、引抜方向に垂直な断面に対して、耐水研磨紙、ダイヤモンド砥粒を用いて機械研磨を行った後、コロイダルシリカ溶液を用いて仕上げ研磨を行った。
そして、ＥＢＳＤ測定装置（ＨＩＴＡＣＨＩ社製 Ｓ４３００−ＳＥＭ、ＥＤＡＸ／ＴＳＬ社製 ＯＩＭ Ｄａｔａ Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ）と、解析ソフト（ＥＤＡＸ／ＴＳＬ社製 ＯＩＭ Ｄａｔａ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｖｅｒ．５．２）によって、結晶粒界、特殊粒界を特定し、その長さを算出することにより、特殊粒界長さ比率の解析を行った。
まず、走査型電子顕微鏡を用いて、試料表面の測定範囲内の個々の測定点（ピクセル）に電子線を照射し、電子線を試料表面に２次元で走査させ、後方散乱電子線回折による方位解析により、隣接する測定点間の方位差が１５°以上となる測定点間を結晶粒界とした。
また、測定範囲における結晶粒界の全粒界長さＬを測定し、隣接する結晶粒の界面が特殊粒界を構成する結晶粒界の位置を決定するとともに、特殊粒界の全特殊粒界長さＬσと、上記測定した結晶粒界の全粒界長さＬとの粒界長さ比率Ｌσ／Ｌを求め、特殊粒界長さ比率（Ｌσ／Ｌ）とした。
得られた引抜銅線について、特殊粒界長さ比率（Ｌσ／Ｌ）を算出した。各試料について、引抜方向に垂直な断面に対して、耐水研磨紙、ダイヤモンド砥粒を用いて機械研磨を行った後、コロイダルシリカ溶液を用いて仕上げ研磨を行った。
そして、ＥＢＳＤ測定装置（ＨＩＴＡＣＨＩ社製 Ｓ４３００−ＳＥＭ、ＥＤＡＸ／ＴＳＬ社製 ＯＩＭ Ｄａｔａ Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ）と、解析ソフト（ＥＤＡＸ／ＴＳＬ社製 ＯＩＭ Ｄａｔａ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｖｅｒ．５．２）によって、結晶粒界、特殊粒界を特定し、その長さを算出することにより、特殊粒界長さ比率の解析を行った。
まず、走査型電子顕微鏡を用いて、試料表面の測定範囲内の個々の測定点（ピクセル）に電子線を照射し、電子線を試料表面に２次元で走査させ、後方散乱電子線回折による方位解析により、隣接する測定点間の方位差が１５°以上となる測定点間を結晶粒界とした。
また、測定範囲における結晶粒界の全粒界長さＬを測定し、隣接する結晶粒の界面が特殊粒界を構成する結晶粒界の位置を決定するとともに、特殊粒界の全特殊粒界長さＬσと、上記測定した結晶粒界の全粒界長さＬとの粒界長さ比率Ｌσ／Ｌを求め、特殊粒界長さ比率（Ｌσ／Ｌ）とした。
＜平均結晶粒径＞
得られた引抜銅線について、平均結晶粒径を算出した。上述のＥＢＳＤ法の２次元断面観察の結果、隣り合う２つの結晶間の配向方位差が１５°以上となる測定点間を結晶粒界として結晶粒界マップを作成し、ＪＩＳ Ｈ ０５０１の切断法に準拠し、結晶粒界マップに対して、縦、横の所定長さの線分を５本ずつ引き、完全に切られる結晶粒数を数え、その切断長さの平均値を平均結晶粒径とした。
得られた引抜銅線について、平均結晶粒径を算出した。上述のＥＢＳＤ法の２次元断面観察の結果、隣り合う２つの結晶間の配向方位差が１５°以上となる測定点間を結晶粒界として結晶粒界マップを作成し、ＪＩＳ Ｈ ０５０１の切断法に準拠し、結晶粒界マップに対して、縦、横の所定長さの線分を５本ずつ引き、完全に切られる結晶粒数を数え、その切断長さの平均値を平均結晶粒径とした。
＜線径＞
得られた引抜銅線について、ノギスを用いて線径を測定した。測定は、各引抜銅線について５回行い、５回の測定値の平均値を線径とした。
＜引張強度＞
得られた引抜銅線について、引張強度を、ＪＩＳ Ｃ３００２に準拠して測定した。
＜屈曲性評価＞
得られた引抜銅線について、株式会社安田精機製作所製極細線用屈曲試験器２５４−Ｓを用いて、荷重を２０ＭＰａとし、曲率半径Ｒ＝５ｍｍ、左右に９０°の曲げを繰り返し行い、破断までの回数を屈曲回数として評価した。
得られた引抜銅線について、ノギスを用いて線径を測定した。測定は、各引抜銅線について５回行い、５回の測定値の平均値を線径とした。
＜引張強度＞
得られた引抜銅線について、引張強度を、ＪＩＳ Ｃ３００２に準拠して測定した。
＜屈曲性評価＞
得られた引抜銅線について、株式会社安田精機製作所製極細線用屈曲試験器２５４−Ｓを用いて、荷重を２０ＭＰａとし、曲率半径Ｒ＝５ｍｍ、左右に９０°の曲げを繰り返し行い、破断までの回数を屈曲回数として評価した。
評価結果を表１〜５に示す。
表１に示すように、タフピッチ銅によって構成された引抜銅線を比較すると、従来例１では、特殊粒界長さ比率（Ｌσ／Ｌ）が２０％未満、かつ平均結晶粒径が線径の１０％超であり、破断までの屈曲回数が６３８回であった。
これに対して実施例１〜１４においては、特殊粒界長さ比率（Ｌσ／Ｌ）が２０％以上、かつ平均結晶粒径が線径の１０％以下となり、破断までの屈曲回数が１５００回を超えており、従来例１に比べて耐屈曲特性が大幅に向上していることが確認される。さらに、特殊粒界長さ比率（Ｌσ／Ｌ）が３５％であり、平均結晶粒径が２．６μｍとされた実施例１では、破断までの屈曲回数が２６５７回であり、耐屈曲特性が特に優れていた。
これに対して実施例１〜１４においては、特殊粒界長さ比率（Ｌσ／Ｌ）が２０％以上、かつ平均結晶粒径が線径の１０％以下となり、破断までの屈曲回数が１５００回を超えており、従来例１に比べて耐屈曲特性が大幅に向上していることが確認される。さらに、特殊粒界長さ比率（Ｌσ／Ｌ）が３５％であり、平均結晶粒径が２．６μｍとされた実施例１では、破断までの屈曲回数が２６５７回であり、耐屈曲特性が特に優れていた。
表２に示すように、Ｃｕ−１０ｐｐｍＭｇによって構成された引抜銅線を比較すると、従来例２では、特殊粒界長さ比率（Ｌσ／Ｌ）が２０％未満、かつ平均結晶粒径が線径の１０％超であり、破断までの屈曲回数が６６９回であった。
これに対して、実施例１５〜２８においては、特殊粒界長さ比率（Ｌσ／Ｌ）が２０％以上、かつ平均結晶粒径が線径の１０％以下となり、破断までの屈曲回数が１５００回を超えており、耐屈曲特性に優れていることが確認される。さらに、特殊粒界長さ比率（Ｌσ／Ｌ）が３５％であり、平均結晶粒径が２．８μｍとされた実施例１５では、破断までの屈曲回数が２３６５回であり、耐屈曲特性が特に優れていた。
これに対して、実施例１５〜２８においては、特殊粒界長さ比率（Ｌσ／Ｌ）が２０％以上、かつ平均結晶粒径が線径の１０％以下となり、破断までの屈曲回数が１５００回を超えており、耐屈曲特性に優れていることが確認される。さらに、特殊粒界長さ比率（Ｌσ／Ｌ）が３５％であり、平均結晶粒径が２．８μｍとされた実施例１５では、破断までの屈曲回数が２３６５回であり、耐屈曲特性が特に優れていた。
表３に示すように、Ｃｕ−０．４％Ｓｎによって構成された引抜銅線を比較すると、従来例３では、特殊粒界長さ比率（Ｌσ／Ｌ）が２０％未満、かつ平均結晶粒径が線径の１０％超であり、破断までの屈曲回数が９８７回であった。
これに対して、実施例２９〜４２においては、特殊粒界長さ比率（Ｌσ／Ｌ）が２０％以上、かつ平均結晶粒径が線径の１０％以下となり、破断までの屈曲回数が２０００回を超えており、耐屈曲特性に優れていることが確認される。さらに、特殊粒界長さ比率（Ｌσ／Ｌ）が３６％であり、平均結晶粒径が２．１μｍとされた実施例２９では、破断までの屈曲回数が３９４５回であり、耐屈曲特性が特に優れていた。
これに対して、実施例２９〜４２においては、特殊粒界長さ比率（Ｌσ／Ｌ）が２０％以上、かつ平均結晶粒径が線径の１０％以下となり、破断までの屈曲回数が２０００回を超えており、耐屈曲特性に優れていることが確認される。さらに、特殊粒界長さ比率（Ｌσ／Ｌ）が３６％であり、平均結晶粒径が２．１μｍとされた実施例２９では、破断までの屈曲回数が３９４５回であり、耐屈曲特性が特に優れていた。
表４に示すように、無酸素銅、燐脱酸銅等の純銅、あるいは、Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｍｎ又は希土類元素のうち少なくとも１種以上を合計で０．０００１質量％以上０．０１質量％以下の範囲で含有し、残部が銅及び不可避不純物とされた組成の銅合金からなる引抜銅線においては、焼鈍工程後に、仕上引抜加工及び仕上熱処理を実施し、仕上引抜加工における減面率を２％以上９９％以下の範囲内とした実施例４３〜５７のいずれについても、特殊粒界長さ比率（Ｌσ／Ｌ）が２０％以上、かつ平均結晶粒径が線径の１０％以下となり、耐屈曲特性に優れていることが確認された。
表５に示すように、Ｍｇ，Ｚｎ，Ａｌ，Ａｇ，Ｉｎ，Ｎｉ，Ｐのうち少なくとも１種以上を合計で０．０１質量％以上５質量％以下の範囲で含有し、残部が銅及び不可避不純物とされた組成の銅合金からなる引抜銅線においては、焼鈍工程後に、仕上引抜加工及び仕上熱処理を実施し、仕上引抜加工における減面率を２％以上９９％以下の範囲内とした実施例５８〜６６のいずれについても、特殊粒界長さ比率（Ｌσ／Ｌ）が２０％以上、かつ平均結晶粒径が線径の１０％以下となり、耐屈曲特性に優れていることが確認された。
１０、１１０ ケーブル
１１、１１１ 引抜銅線
１３、１１３ 絶縁被覆
Ｓ０６、Ｓ１０６ 仕上引抜工程
Ｓ０７、Ｓ１０７ 仕上熱処理工程
１１、１１１ 引抜銅線
１３、１１３ 絶縁被覆
Ｓ０６、Ｓ１０６ 仕上引抜工程
Ｓ０７、Ｓ１０７ 仕上熱処理工程
Claims (6)
- 銅で構成される引抜銅線であって、
引抜方向に垂直な断面において、ＥＢＳＤ法にて測定した全ての結晶粒界長さＬに対する特殊粒界長さＬσの比率である特殊粒界長さ比率（Ｌσ／Ｌ）が２０％以上、かつ引抜方向に垂直な断面における平均結晶粒径が線径の１０％以下とされており、
前記銅が、タフピッチ銅、無酸素銅、燐脱酸銅の中のいずれか１種であることを特徴とする引抜銅線。 - 銅合金で構成される引抜銅線であって、
引抜方向に垂直な断面において、ＥＢＳＤ法にて測定した全ての結晶粒界長さＬに対する特殊粒界長さＬσの比率である特殊粒界長さ比率（Ｌσ／Ｌ）が２０％以上、かつ引抜方向に垂直な断面における平均結晶粒径が線径の１０％以下とされており、
前記銅合金が、Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｍｎ又は希土類元素のうち少なくとも１種以上を合計で０．０００１質量％以上０．０１質量％以下の範囲で含有し、残部が銅及び不可避不純物とされた組成とされていることを特徴とする引抜銅線。 - 銅合金で構成される引抜銅線であって、
引抜方向に垂直な断面において、ＥＢＳＤ法にて測定した全ての結晶粒界長さＬに対する特殊粒界長さＬσの比率である特殊粒界長さ比率（Ｌσ／Ｌ）が２０％以上、かつ引抜方向に垂直な断面における平均結晶粒径が線径の１０％以下とされており、
前記銅合金が、０．４質量％以下のＳｎ，０．７質量％以下のＭｇ，４．０質量％以下のＺｎ，４．０質量％以下のＡｌ，０．１質量％以下のＡｇ，０．３質量％以下のＩｎ，０．４質量％以下のＮｉ，０．２質量％以下のＰのうち少なくとも１種以上を含有し、残部が銅及び不可避不純物とされた組成の固溶強化型の銅合金であることを特徴とする引抜銅線。 - 請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の引抜銅線の製造方法であって、
焼鈍を行った後、減面率２％以上９９％以下となる引抜を行い、さらに熱処理を行い、引抜方向に垂直な断面において、ＥＢＳＤ法にて測定した全ての結晶粒界長さＬに対する特殊粒界長さＬσの比率である特殊粒界長さ比率（Ｌσ／Ｌ）が２０％以上、かつ、引抜方向に垂直な断面における平均結晶粒径が線径の１０％以下の組織を発現させる工程を含むことを特徴とする引抜銅線の製造方法。 - 請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の引抜銅線を用いて、単線材あるいは撚線材を形成したことを特徴とするケーブル。
- 前記単線材あるいは前記撚線材の周囲を覆う絶縁被覆を備えていることを特徴とする請求項５に記載のケーブル。
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