JPH0241842B2

JPH0241842B2 -

Info

Publication number: JPH0241842B2
Application number: JP12724582A
Authority: JP
Priority date: 1982-07-20
Filing date: 1982-07-20
Publication date: 1990-09-19
Also published as: JPS5918510A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は電気信号を伝達する電線等に用いられ
機械的強度が高く、かつ優れた良導電性を有する
複合線材及びその製造方法に関するものである。従来、電気信号を伝達する電線等に用いられる
導電材料として、銅、アルミニウム、銀等の良導
電金属線が広く用いられている。しかしながら、
これら金属線材は、単体では機械的性質が悪く、
引張り強度30Kg／mm²以上のものは得られない。し
たがつて、長径間送電線や架空トロリー線のよう
に導電性とともに機械的強度を必要とする場合、
上記の金属に他の元素を加えた合金から線材を作
製し、機械的強度を改善する方法が多くとられて
いる。しかしながら、合金化によつて機械的強度
を改善した合金は一般に導電率を著しく減少させ
る。例えば、従来、高強度で、かつ導電性を有す
る線材として使用されている銅−カドミウム合金
は、引張り強度45〜65Kg／mm²で、導電率85〜90
％、コンソル合金は、引張り強度75〜95Kg／mm²で
導電率25〜45％、銅−ベリリウム合金は、引張り
強度120Kg／mm²で、導電率は30％程度である。ま
た、アルミニウム合金のアルドライは引張り強度
25〜43Kg／mm²で、導電率48〜57％である。これら
数値からわかるように機械的強度を改善すればす
る程、その分、導電率を犠性にして使用している
のが現状である。しかも、これら合金は線材に加
工する工程中に焼入れや焼戻し等の複雑な処理を
必要とし電線用材料として一般的に高価である。一方、合金ではなく、複合線材として鋼を芯と
し、その周りに銅を被覆した銅覆鋼線も存在する
が、強度95〜115Kg／mm²、導電率30〜40％であり、
強度、導電率ともにまだ充分とは言えない。しか
も、この銅覆鋼線は、棒状の鋼の周りに銅を鋳込
み、棒状から展延、線引きを練り返して線状とす
るため多段の工程を必要とし、更にその間に焼入
れ、焼もどし等の温度管理の厳しさが要求される
操作が組込まれた非常に複雑な製造工程である。
また、鋼と銅の延性が異なるため、線材とした時
の銅と鋼の断面積比をコントロールすることが困
難であり、製品の不均一化が生じ、更に外層の銅
層の厚いものが得られ難く、従つてその用途も高
周波等に限られている。そこで本発明者らは、これらの実情に鑑み、機
械的強度が高く、かつ優れた良導電性を有する複
合線材を簡単な工程で、均一に、かつ低コストで
得ることを目的として鋭意研究した結果、非晶質
合金細線の周りを良導電金属で被覆した後、伸線
加工すると、上記の目的がすべて達成されること
を見い出し、本発明を完成した。すなわち、本発明は、Si、Ｂ、Ｐ及びＣよりな
る群から選ばれた少なくとも１種の半金属成分を
0.01〜35原子％含有し、残部が実質的にFe又は
Coの１種又は２種の金属成分からなる非晶質合
金細線を芯成分とし、その周りに良導電金属層を
鞘成分として設けたことを特徴とする導電複合線
材及びSi、Ｂ、Ｐ及びＣよりなる群から選ばれた
少なくとも１種の半金属成分を0.01〜35原子含有
し、残部が実質的にFe又はCoの１種又は２種の
金属成分からなる非晶質合金細線の周りを良導電
金属の外装材で被覆した後、伸線加工することを
得徴とする導電複合線材の製造方法を要旨とする
ものである。本発明に用いられる非晶質合金としては、Fe
及びCoよりなる群から選ばれた少なくとも１種
の金属成分と、Si、Ｂ、Ｐ及びＣよりなる群から
選ばれた少なくとも１種の半金属成分とからなる
ものであり、その組成範囲として半金属成分を
0.01〜35原子％含有し、残部が実質的に金属成分
からなるものである。特に、これらの非晶質合金
中で、非晶質合金細線が得やすいこと、得られた
非晶質合金細線が高引張強度及び高耐食性などの
機械的特性に優れていること、さらに経済的に安
価であることから、Fe基合金が好ましい。また、
必要に応じてCo、Ni、Cr、Nb、Ta、Ｖ、Mo、
Ｗ、Ti、Zr、Cu、Al、Be、Pd、Mn、Zn、Cd、
Sn、Au、Ag、の何れか１種又は２種以上を各15
原子％以下、合計量で50原子％以下含有すること
ができる。例えば、機械的性質を向上させる元素
としては、Mo、Ta、Ｖ等であり、比重を抵下さ
せる元素としては、Al、Ｗ、Ti等であり、耐腐
食性を向上させる元素としてはCr、Mo等であ
る。本発明における非晶質合金細線としては例えば
上記非晶質合金を溶融紡糸して得られる直径0.25
mm以下の円形断面の細線があげられ、引張り強度
は、250Kg／mm²以上を有している。この非晶質合
金細線を得る溶融紡糸法としては、ガラス被覆紡
糸法、水流中紡糸法、回転液中紡糸法等がある
が、先に出願人等が出願した特開昭56−165016号
公報に記載されている方法が望ましい。これら非
晶質合金細線は、結晶合金に比して強度が高い、
冷間伸線が可能で、かつ加工硬化しない、高靱性
で、耐腐食性が高い等の優れた機械的、化学的性
質を有している。また、本発明における非晶質合
金細線は溶融紡糸した後、伸線加工により径を細
くし強度を更に高めたものを用いることもでき
る。非晶質合金細線は、伸線によつて容易に直径
10〜100μｍの断面均一な細線にすることが可能
であり本発明において、これらを芯成分とした複
合線材は、径が細くて高強度であるため、小型で
機械的強度を必要とする場合に特に有効である。本発明における良導伝金属としては、例えば、
銅、アルミニウム、銀等の導電率50％以上の金属
及び合金があげられ、価格及び加工性の点から。
銅及びアルミニウムが好ましい。次に本発明の導電複合線材を得る方法の一例に
ついて、図面に基づいて説明する。第１図は、非
晶質合金細線を帯状の良導電金の外装材で密着被
覆して複合線材とする工程の例を示す図で、非晶
質合金細線１は、その数に応じた数のリール４か
ら引き出され、第１のガイド５に通され、実質上
その軸芯が平行になるように束ねられる。束ねら
れた線条材１は、フオーミングダイス６の直前に
おいて、クリール８から供給される薄帯状の良導
電金属からなる外装材２の上面と平行に進行しフ
オーミングダイス６によつて第２図あるいは第３
図の如く線条材１が帯状の外装材２によつて被覆
される。この複合結束体３は線引きダイス７を通
して外装材２の重なり合つた側端縁が開いてしま
わないように更に芯部の線条材１と鞘部の外装材
２との空隙をなくし密着、圧着するために、線引
きされ、複合線材としてキヤプスタン９に巻取ら
れることによつて得ることができる。本発明において、非晶質合金細線は１本であつ
てもよく、また多数本でもよく、第４図および第
５図には、その例として非晶質合金細線が１本の
場合と、７本の場合の複合線材の断面図を示して
いる。外装材の良導電金属は、帯状のものを第２
図の如くらせん状に巻きつけるか、第３図の如く
パイプ状に曲げてもよい。あるいは第１図に限定
されず、外装材としてパイプを使用し、パイプ内
に非晶質合金細線を挿入してから線引きダイス７
を通してもよい。次に、本発明における非晶質合
金細線と良導電金属との複合線材を伸線加工す
る。そのため、線引きダイス７を通した後、更に
所望の径にまで伸線価工すればよい。その伸線加
工は冷間でも熱間でもよいが、熱間伸線時は非晶
質合金細線が結晶化しないように留意しなければ
ならないので、冷間線引することが好ましい。ま
た、冷間線引する方法としては、たとえば、ダイ
ヤモンドダイスを用いて500℃以下の温度で、必
要に応じ適当な油剤を付与し、１回又は２回以上
ダイスに通して行えばよいが、その回数は線径、
ダイスの径及びピツチによつて異なるので適当に
選択すればよい。この伸線加工によつて、芯成分
と鞘成分の密着が完全な状態となり、また、外径
の均一化が得られるため、強度は、徐々に増大
し、圧下率40〜70％の所で強度は最大となる。こ
の圧下率とは、伸線前後の複合線材の断面積Ｓ、
S′から、（Ｓ−S′）÷Ｓ×100（％）で算出される値
である。本発明において芯部の非晶質合金細線の断面積
（S₁）と鞘部の良導電金属層の断面積（S₁）とし
た場合、S₁／S₁＋S₂×100（％）で示される複合比率は、任意に選択できるが、特に15〜75％の範囲が
好ましい。また、強度を保持する非晶質金属細線
が少ない場合は、充分な強度が得にくく、良導電
金属が少ない場合は、全体として抵抗率が大きく
なるが傾向があり、充分な導電性が得られない傾
向がある。しかし、後者の場合、高周波に使用す
る場合は表皮効果のため、芯部の抵抗は無視でき
る程度になり、良導電金属層が少なくても導電率
は100％近くのものを実現できる。本発明によれば、直流での導電率30％以上、引
張り強度120Kg／mm²以上の機械的強度が高く、か
つ優れた良導電性を有する複合線材が、簡単な工
程で、均一に、かつ低コストで製造できる。本発明の導電複合線材は、高強度を必要とする
導電線、例えば、長径間送電線、トロリー線、通
信線、高周波同軸ケーブル、バインド線、アンテ
ナ線、リード線として多くの用途がある。以下、本発明を実施例により具体的に説明す
る。実施例１合金組成Fe₇₅−Si₁₀−B₁₅（添字は原子％）から
なる0.1mmの非晶質合金細線を第１図に示す工程
で、７個のクリール４から引き出し、第１のガイ
ド５に通し軸芯が平行になるように束ね、続いて
フオーミングダイス６の直前においてクリール８
から供給される厚さ0.1mmの軟銅薄帯と平行に設
置し、而して内径0.55mmのフオーミングダイス６
を通して第２図に示される複合結束体３を形成
し、更に内径0.5mmの線引きダイス７を通し、断
面密着を完成させ、外径約0.5mmの複合線材を得
た。このときの非晶質合金細線の断面積比は30％
であつた。次にこの複合線材をJISC3002に基いて引張り
強度及び導電率を測定した。その結果、引張り強
度は約120Kg／mm²、導電率は70％であつた。実施例２〜５、比較例１実施例１と同一の非晶質合金細線一本をクリー
ル４から引出し、クリール８から供給される厚さ
0.1mmの軟銅薄帯と共にフオーミングダイス６を
通し、第３図に示される複合結束体３を形成し、
更に線引きダイス７を通して、外径約0.3mmの複
合線材を得た。このときの非晶質合金細線の断面積比は11％で
あつた。得られた複合線材を更に冷間線引きし、圧下率
を表１に示すごとくに変えて、非晶質合金細線の
断面積比が表１に示すごとく各種のものを作製し
た。その結果を表１に示す。また、比較のため、従来の複合線材として鋼を
芯とし、その周りに銅を被覆した銅覆鋼線の値も
表１に示す。

【表】実施例６〜12 表２に示す各種合金組成からなる非晶質合金細
線を用いて実施例１と同様にして外径約0.5mmの
複合線材を得た。次にこの複合線材を実施例１と同様にして引張
強度及び導電率を測定した結果を表２に示す。

【表】

【表】【図面の簡単な説明】

第１図は、非晶質合金細線を帯状の良導電金属
の外装材で密着被覆して複合線材とする工程の一
例を示す図、第２図、第３図は非晶質合金細線を
帯状の良導電金属外装材で密着被覆する工程のフ
オーミングダイス付近の状態を示す斜視図、第４
図、第５図は複合線材の拡大断面図である。１……非晶質合金細線、２……良導電金属から
なる外装材、３……複合結束体、７……線引きダ
イス。

Claims

【特許請求の範囲】１ Si、Ｂ、Ｐ及びＣよりなる群から選ばれた少
なくとも１種の半金属成分を0.01〜35原子％含有
し、残部が実質的にFe又はCoの１種又は２種の
金属成分からなる非晶質合金細線を芯成分とし、
その周りに良導電金属層を鞘成分として設けたこ
とを特徴とする導電複合線材。２ Si、Ｂ、Ｐ及びＣよりなる群から選ばれた少
なくとも１種の半金属成分を0.01〜35原子％含有
し、残部が実質的にFe又はCoの１種又は２種の
金属成分からなる非晶質合金細線の周りを良導電
金属の外装材で被覆した後、伸線加工することを
特徴とする導電複合線材の製造方法。