JPH01245913A - 複合線の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は電子管、電球、放電ランプ及び半導体デバイス
等のガラス封入部に使用されるジュメット線に好適の複
合線の製造方法に関する。

［従来の技術］ 半導体デバイス等のガラス封入部に使用される封入リー
ド線材料としては、ガラスとの濡れ性及び密着性がよく
、ガラス封着時及び使用時の温度にて熱膨張係数がガラ
スのそれに近く、また、展延性及び機械的加工性が良好
であることが要求される。このようなガラス封入部に使
用されるリード線材料として、ジュメット線が古くから
使用されている。

ジュメット線は、鉄（Ｆｅ　）−ニッケル（Ｎｉ）合金
からなる芯材の周囲に銅（Ｃｕ）を約２０％の被覆率で
被覆して構成されている。この場合に、ＣｕとＦｅ−Ｎ
ｉ合金との間の接合が十分でないと、ダイオードへの封
止工程の際に剥れが生じ、気密性を害するという問題点
が生じるので、このＣｕ被覆層をＦｅ−Ｎｉ合金芯線に
強固に接合させる必要がある。

このため、従来、このジュメット線は以下に示すような
方法で製造されていた。先ず、第１の方法においては、
Ｆｅ−Ｎｉ合金芯線をＣｕ管に挿入し、中性又は還元性
気流中で８５０乃至９００℃に加熱して１２乃至１６％
の断面収縮率で熱間圧延することにより、Ｆｅ−Ｎｉ芯
線とＣｕ管とを接合し、その後冷間加工することにより
製造される（特公昭３４−９７１２号）、この熱間加工
の替りに、熱間プレスする場合もある。

また、Ｆｅ−Ｎｉ合金芯線上に亜鉛（Ｚｎ）をめっきす
るか、又は真鍮テープを巻回した後、Ｃｕテープを被覆
し、拡散熱処理した後、ＣｕとＦｅ−Ｎｉ合金とを接合
する０次いで、伸線加工することにより、ジュメット線
を製造する。

更に、Ｆｅ−Ｎｉ合金芯線上にＣｕをめっきすることに
より、Ｃｕ被覆されたＦｅ−Ｎ１ｐ金線を製造する方法
もめる。

［発明が解決しようとする課題］ しかし−ながら、これらの従来の製造方法においては、
以下に示すような欠点がある。

先ず、Ｃｕ管を被覆した後、熱間加工又は熱間プレスす
る方法においては、熱間力町工又は熱間プレス工程が存
在するため、連続した工程で複合線を製造することがで
きず、製造コストが高い。

また、製造コストを可及的に低くするために、出発材料
として大径の芯線を使用するが、最終径の細線に加工さ
れるまでに極めて多くのバスで伸線加工する必要があり
、しかも加工度が大きいため、途中で焼鈍処理すること
が必要である。

更に、熱間加工条件又は熱間プレス条件等の変動により
接合強度にムラが生じやすい。

一方、Ｆｅ−Ｎｉ合金芯線上にＺｎ又は真鍮を介在させ
てＣｕを被覆した後、拡散熱処理する方法においては、
Ｚｎ等の中間層の厚さを均一にすることが困難であるた
め、円周方向について残留歪及び線膨張等の特性が変化
する。このため、ＣｕがＦｅ−Ｎｉ合金芯線から剥離す
ることがある。また、この方法は複雑な工程を有するた
め、製造コストが高い。

更に、Ｆｅ−Ｎｉ合金芯線にＣｕをめっきする方法にお
いては、形成すべきＣｕ被覆層が通常のめっき層に比し
て著しく厚いため、長時間に亘りめつき処理する必要が
ある。このため、同様に製造コストが高い。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、
工程の連続化が可能で製造コストが低く、局所的な特性
のバラツキがなく高品質な複合線を製造することができ
る複合線の製造方法を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明に係る複合線の製造方法は、銅テープの一面及び
鉄ニッケル合金線をブラシングする工程と、鉄ニッケル
合金線に前記ブラシングした面を接触させて前記銅テー
プを前記鉄ニッケル合金線に被覆成形する工程と、前記
銅テープの端部を酸素分圧が０．０１気圧以下の雰囲気
下で溶着して銅被覆鉄ニッケル合金線を得る工程と、こ
の銅被覆鉄ニッケル合金線をダイス角２αが４乃至３０
°の円錐ダイスにより７５％以上の加工度で冷間伸線す
る工程とを有することを特徴とする。

［作用］ 製造コストを低減するためには、バッチ工程をなくすこ
とと、接合を冷間加工のみで完了する必要があり、また
、中間層の介在は品質上の問題点が多いため回避したほ
うが良い０本発明はこのような観点にたって完成された
ものである。

つまり、本発明においては、ブラシング処理したＣｕテ
ープをそのブラシング面を接触させてＦｅ−Ｎｉ合金線
に被覆し、Ｃｕテープの端縁を酸素分圧が０．０１気圧
以下の雰囲気下で溶着する（Ｃｕ被覆工程）。

この複合線をダイス角２αが４乃至３０″の円錐ダイス
によって７５％以上の加工度で冷間伸線することにより
、Ｃｕ層とＦｅ−Ｎｉ合金芯線とを金属的に結合する（
伸線工程）。

このように、本発明にいては、製造工程をＣｕ被覆工程
と伸線工程とに大別し、各工程を連続化させたので、加
工費が減少し、製造コストが低下する。

また、Ｃｕ層とＦｅ−Ｎｉ合金芯線との間に中間層が介
在しないので、縁周方向について特性上のバラツキがな
く、高品質の複合線を製造することができると共に、後
工程の表面処理工程で９００℃以上に加熱しても中間層
がないからその溶融等に起因する膨れ等が発生する虞れ
がない。

［実施例］ 以下、本発明の実施例について添付の図面を参照して説
明する。

第１図は本発明の実施例方法において、複合線を得る工
程を示す模式図である。送出リール４にはＦｅ−Ｎｉ合
金線１が巻回されており、送出リール４が回転してＦｅ
−Ｎｉ合金線１が送り出される。このＦｅ−Ｎｉ合金線
１はストレーナ５を介して直線状に矯正された後、ブラ
シング装置６に供給され、このブラシング装置６内で、
例えば、ステンレス製のブラシにより掃引されて表面を
清浄化処理される。次いで、このＦｅ−Ｎｉ合金線１は
造管装置９のフォーミング部１０に供給される。

Ｃｕテープ送出リール７には、Ｃｕテープ２が巻回され
ており、この送出リール７から巻き解かれたＣｕテープ
２はブラシング装置８に送給される。Ｃｕテープ２はこ
のブラシング装置８において、その上面が例えば、ステ
ンレス製のブラシにより掃引され、表面に細かな疵が付
けられ、粗い表面状態に加工される。その後、このＣｕ
テープ２はテープ造管装置９のフォーミング部１０に供
給される。

フォーミング部１０においては、Ｃｕテープ２がその上
面のブラシング加工を受けた面をＦｅ−Ｎｉ合金線１の
表面に接触させてその長手方向が軸心となるように円筒
状に丸められ、Ｆｅ−Ｎｉ合金線１の周囲にＣｕテープ
２が被覆される。このようにして、Ｃｕテープ２をＦｅ
−Ｎｉ合金線１に縦添えした後、Ｃｕテープ２のつき合
わせ端部を、例えば、ＴＩＧ溶接機１２によりＴＴＧ溶
接する。

この場合に、ブラシング加工を施した後のＦｅ−Ｎｉ合
金線１及びＣｕテープ２はＮ２ガスで外気からシールド
し、その酸化を防止する。これにより、ブラシングでそ
の表面が清浄化処理されたＦｅ−Ｎｉ合金線１とブラシ
ングにより表面を粗く細かい凹凸を有するものにされた
Ｃｕテープ２とが、それらの表面に酸化層を介在させる
ことなく接触し、後工程の冷間伸線で両者が接合し易く
なる。

また、Ｃｕテープのつき合わせ端部を溶接する場合には
、その雰囲気の酸素分圧を０．０１気圧以下にして、Ｆ
ｅ−Ｎｉ合金線１及びＣｕテープ２の酸化を防止する。

酸素分圧を０．０１気圧以下にしたのは、これを超える
と溶接時にＣｕテープ２が酸化し、Ｆｅ−Ｎｉ合金線１
とＣｕテープ２との間の接合強度が低下するためである
。

これにより、Ｆｅ−Ｎｉ合金線１を芯材とし、この芯材
の周囲をＣｕ被覆層で被覆したＣ、ｕ被覆Ｆｅ−Ｎｉ合
金線３が得られる。この線３は、巻取リール１３に巻き
取られる。

次いで、このＣｕ被覆Ｆｅ−Ｎｉ合金線３を第２図に示
す円錐ダイス２０を使用して伸線加工する。この円錐ダ
イス２０は円錐面状の内面を有し、この内面の円錐中心
角度の相異により、ベル部２１、アプローチ部２２、ベ
アリング部２３及びリリーフ部２４とに分けられる。そ
して、このダイス２０は、アプローチ部２２とベアリン
グ部２３との間の境界で定まるダイス角２αが４乃至３
０″である。このダイス２０にＣｕ被覆Ｆｅ−Ｎｉ合金
線３を１回又は複数回通すことにより、７５％以上の加
工度で冷間伸線してジュメット線を製造する。

ダイス角２αを４°以上にしたのは、２αが４°未溝で
あると、生産性が低下すると共に、伸線加工中にＣｕ被
覆層の剥離等が生じるからである。また、ダイス角２α
が３０°を超えると、Ｃｕ被覆層にシワ等の欠陥が発生
する。このため、ダイス角２αを４乃至３０°に設定す
る。

、また、冷間伸線の加工度を７５％以上にしたのは、こ
のように大きな加工を加えることによって、Ｆｅ−Ｎｉ
合金線と、このＦｅ−Ｎｉ合金線を被覆するＣｕ被覆層
とが中間層を介在させることなく接合され、金属的に結
合されるからである。

このようにして、Ｃｕ層とＦｅ−Ｎｉ合金線との間にＺ
ｎ又は真鍮等の中間層を介在させることな（Ｃｕ層とＦ
ｅ−Ｎｉ合金線とを接合させることができるので、線の
周方向について特性のバラツキが存在せず、高品質の複
合線を得ることができる。また、後工程の表面処理工程
において９００℃以上に加熱しても、この中間層の溶融
等に起因する膨れ等の欠陥が発生する虞はない。

また、上述の如＜、Ｃｕの被覆工程及び伸線加工工程は
夫々一連の連続した工程であるから、製造コストが低減
される。

次に、本発明の実施例方法により、実際に複合線を製造
した結果について説明する。

４２重量％のＮｉを含有するＦｅ−Ｎｉ合金線（直径７
．０ｍｍ）と無酸素銅テープ（厚さ０．５關）とを使用
し、第１図に示す装置によりＣｕテープをロール成形し
てＦｅ−Ｎｉ合金線に被覆した。そして、Ｃｕテープの
端部をＴＩＧ溶接することにより、Ｃｕ被覆Ｆｅ−Ｎｉ
合金線を得た。

この一連の工程で製造したＣｕ被覆Ｆｅ−Ｎｉ合金線の
ロッド（長さが約９００ｍ）を第２図に示す円錐ダイス
を備えた連続伸線機に３回通すことによって、直径が１
．０１１１１になるまで冷間伸線加工した。なお、ダイ
スのダイス角２αは１５°であり、１バス当りの減面率
は平均値で８％であった。

このようにして得られたジュメット線に対し、圧潰試験
を行って接合性を評価した。この圧潰試験は総荷重５ト
ンで、長さ３０ｒｍの端面を出した試験材について実施
し、圧潰後の試験材の横断面を顕微鏡により約１０〜３
０倍に拡大して観察することにより、Ｃｕ層とＦｅ−４
２％Ｎｉ合金線部と間の界面の接合性を評価した。この
評価の結果、冷間伸線における加工度が７０％のものは
肉眼で銅と芯材との間にすきまが認められた。一方、加
工度が８０％である場合（直径が３．１ｍｍの線）には
両者がある程度接合されていることが認められ、加工度
が８５％である場合（直径が２．８ｍｍの線）にはＣｕ
とＦｅ−Ｎｉ合金とが完全に一体化していた。

［発明の効果］ 本発明によれば、Ｃｕ被覆工程及び伸線工程は夫々一連
の工程であり、その工程の連続化により加工コストが著
しく低減され、製造コストが極めて低下する。

また、ＣｕとＦｅ−Ｎｉ合金芯線との間にはＺｎ又はＮ
ｉめっき等の中間層（第３相）を介在させないから、こ
の第３相による線層方向の特性上のバラツキがないので
高品質の複合線を製造することができる。

更に、第３相がないから、後工程で熱処理がなされても
第３相の溶融等により界面にて膨れ等が発生することは
ない。

更にまた、連続の工程で製造可能であるから品質水準を
高いものに保持することが容易である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例方法のＣｕ被覆工程にて使用す
る装置を示す模式図、第２図は同じくその伸線加工工程
にて使用する円錐ダイスを示す縦断面図である。 １；Ｆｅ−Ｎｉ合金線、２；Ｃｕテープ、３；Ｃｕ被覆
Ｆｅ−Ｎｉ合金線、６，８；ブラシング装置、９；造管
装置、１０；フォーミング部、２０；円錐ダイス 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）銅テープの一面及び鉄ニッケル合金線をブラシン
   グする工程と、鉄ニッケル合金線に前記ブラシングした
   面を接触させて前記銅テープを前記鉄ニッケル合金線に
   被覆成形する工程と、前記銅テープの端部を酸素分圧が
   ０．０１気圧以下の雰囲気下で溶着して銅被覆鉄ニッケ
   ル合金線を得る工程と、この銅被覆鉄ニッケル合金線を
   ダイス角２αが４乃至３０゜の円錐ダイスにより７５％
   以上の加工度で冷間伸線する工程とを有することを特徴
   とする複合線の製造方法。