JPH04214829A - 高力高導電性銅合金細線の製造方法 - Google Patents
高力高導電性銅合金細線の製造方法Info
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- JPH04214829A JPH04214829A JP3155991A JP3155991A JPH04214829A JP H04214829 A JPH04214829 A JP H04214829A JP 3155991 A JP3155991 A JP 3155991A JP 3155991 A JP3155991 A JP 3155991A JP H04214829 A JPH04214829 A JP H04214829A
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- Conductive Materials (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、機械的強度及び導電性
等に優れ、電子部品のリード線やロボット等の耐屈曲性
ケーブルの導体等の細線に使用される高力高導電性銅合
金細線及びその製造方法に関する。
等に優れ、電子部品のリード線やロボット等の耐屈曲性
ケーブルの導体等の細線に使用される高力高導電性銅合
金細線及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】電子部品のリード線や耐屈曲性ケーブル
の導体等は引張りや繰り返し曲げを受けるものであり、
機械的強度が求められる。一方、通電部品としての導電
性も求められる。このようにリード線や耐屈曲性ケーブ
ル等には高力高導電性が求められるが、この両特性を満
たすものとして、添加元素としてＺｒを含むＣｕ−Ｚｒ
系合金やＣｒを含むＣｕ−Ｃｒ系合金が知られている。 この合金は、Ｚｒ又はＣｒを銅中に析出分散させること
によって、その機械的強度を向上させると共に、銅本来
の高い導電性を維持するものである。
の導体等は引張りや繰り返し曲げを受けるものであり、
機械的強度が求められる。一方、通電部品としての導電
性も求められる。このようにリード線や耐屈曲性ケーブ
ル等には高力高導電性が求められるが、この両特性を満
たすものとして、添加元素としてＺｒを含むＣｕ−Ｚｒ
系合金やＣｒを含むＣｕ−Ｃｒ系合金が知られている。 この合金は、Ｚｒ又はＣｒを銅中に析出分散させること
によって、その機械的強度を向上させると共に、銅本来
の高い導電性を維持するものである。
【０００３】また、この種のＣｕ−Ｚｒ系合金やＣｕ−
Ｃｒ系合金からリード線や導体のような細線（例えば直
径０．０８ｍｍ）を製造する方法は以下の通りである。 まず、所定の成分に調整されたインゴットを鋳造する。 このインゴットを切断し、表面仕上げし、約９００℃で
成形し、水冷することにより荒引線（例えば直径１１ｍ
ｍ）を得る。つぎに、この荒引線に冷間伸線加工を施し
て所定の最終線径細線とした後、熱処理（以下、最終熱
処理という）を施して所定の銅合金細線を得ていた。
Ｃｒ系合金からリード線や導体のような細線（例えば直
径０．０８ｍｍ）を製造する方法は以下の通りである。 まず、所定の成分に調整されたインゴットを鋳造する。 このインゴットを切断し、表面仕上げし、約９００℃で
成形し、水冷することにより荒引線（例えば直径１１ｍ
ｍ）を得る。つぎに、この荒引線に冷間伸線加工を施し
て所定の最終線径細線とした後、熱処理（以下、最終熱
処理という）を施して所定の銅合金細線を得ていた。
【０００４】この種のＣｕ−Ｚｒ系合金やＣｕ−Ｃｒ系
合金から成る荒引線を冷間伸線し最終熱処理を施したも
のの特性を第１図により説明する。第１図は機械的強度
としての引張強さと導電率の相関を示すものである。一
般にＺｒ又はＣｒの添加量が多い程、或いは最終熱処理
温度が低い程、引張強度は向上するが導電率が低下し、
通常は２．０重量％を越えて添加されることはない。逆
に、Ｚｒ又はＣｒの添加量が少ない程、或いは最終熱処
理温度が高い程、導電率が向上するが引張強さが低下し
、通常は相当量のＺｒ又はＣｒが添加される。このよう
な添加量の制限や可能な最終熱処理温度により、図示の
ように、Ｃｕ−Ｚｒ系合金及びＣｕ−Ｃｒ系合金は共に
右下がりの特性曲線となって、この特性曲線より上の領
域を得ることは困難とされてきた。そのため、例えば産
業ロボット用ケーブルなどのような耐屈曲性が要求され
るケーブルにおいては、導体の機械的強度を確保させる
ため導電率をある程度犠牲にして限定された範囲のみで
使用するか、又は導体径を太くして導電性を保つ等を行
っている。しかし、導体径を太くすると、端子やコネク
タへの接続が困難になる場合もある。
合金から成る荒引線を冷間伸線し最終熱処理を施したも
のの特性を第１図により説明する。第１図は機械的強度
としての引張強さと導電率の相関を示すものである。一
般にＺｒ又はＣｒの添加量が多い程、或いは最終熱処理
温度が低い程、引張強度は向上するが導電率が低下し、
通常は２．０重量％を越えて添加されることはない。逆
に、Ｚｒ又はＣｒの添加量が少ない程、或いは最終熱処
理温度が高い程、導電率が向上するが引張強さが低下し
、通常は相当量のＺｒ又はＣｒが添加される。このよう
な添加量の制限や可能な最終熱処理温度により、図示の
ように、Ｃｕ−Ｚｒ系合金及びＣｕ−Ｃｒ系合金は共に
右下がりの特性曲線となって、この特性曲線より上の領
域を得ることは困難とされてきた。そのため、例えば産
業ロボット用ケーブルなどのような耐屈曲性が要求され
るケーブルにおいては、導体の機械的強度を確保させる
ため導電率をある程度犠牲にして限定された範囲のみで
使用するか、又は導体径を太くして導電性を保つ等を行
っている。しかし、導体径を太くすると、端子やコネク
タへの接続が困難になる場合もある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の技術
の有するこのような問題点に鑑みてなされたものであり
その目的とするところは、機械的強度及び導電性を共に
向上させた高力高導電性細線用銅合金及び高力高導電性
銅合金細線の製造方法を提供せんとする。
の有するこのような問題点に鑑みてなされたものであり
その目的とするところは、機械的強度及び導電性を共に
向上させた高力高導電性細線用銅合金及び高力高導電性
銅合金細線の製造方法を提供せんとする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の高力高導電性銅
合金細線は、Ｚｒ０．０１〜０．３重量％、Ｃｒ０．０
１〜０．３重量％、残部実質的にＣｕより成るものであ
り、好ましくはＺｒ０．０１〜０．０５重量％、Ｃｒ０
．０１〜０．０５重量％である。また、Ｉｎ，Ｓｎ，Ｂ
，Ｙ，Ａｇ，Ａｌ，Ｂｉ，Ｃａ，Ｆｅ，Ｇｅ，Ｈｆ，Ｍ
ｇ，Ｍｎ，Ｎｉ，Ｐｂ，Ｓｂ，Ｓｉ，Ｔｉ，Ｚｎのうち
１種類以上を合計量で０．００２〜０．３重量％添加し
た銅合金とすることもできる。そして、上記の実質的な
Ｃｕは酸洗を施した電気銅とすることが好ましい。また
、細線になった銅合金においては再結晶組織が５０％以
下が好ましい。
合金細線は、Ｚｒ０．０１〜０．３重量％、Ｃｒ０．０
１〜０．３重量％、残部実質的にＣｕより成るものであ
り、好ましくはＺｒ０．０１〜０．０５重量％、Ｃｒ０
．０１〜０．０５重量％である。また、Ｉｎ，Ｓｎ，Ｂ
，Ｙ，Ａｇ，Ａｌ，Ｂｉ，Ｃａ，Ｆｅ，Ｇｅ，Ｈｆ，Ｍ
ｇ，Ｍｎ，Ｎｉ，Ｐｂ，Ｓｂ，Ｓｉ，Ｔｉ，Ｚｎのうち
１種類以上を合計量で０．００２〜０．３重量％添加し
た銅合金とすることもできる。そして、上記の実質的な
Ｃｕは酸洗を施した電気銅とすることが好ましい。また
、細線になった銅合金においては再結晶組織が５０％以
下が好ましい。
【０００７】本発明の高力高導電性銅合金細線の製造方
法は、上記した銅合金から成る荒引線より最終線径細線
に至る中間線径で熱処理を施した後、冷間伸線して最終
線径細線で熱処理を施すものである。
法は、上記した銅合金から成る荒引線より最終線径細線
に至る中間線径で熱処理を施した後、冷間伸線して最終
線径細線で熱処理を施すものである。
【０００８】
【作用】本発明の高力高導電性銅合金細線はＺｒ及びＣ
ｒを同程度に添加し、相乗的な析出硬化を発現させるこ
とにより、機械的強度及び導電性を共に向上させ、第１
図の点線の如き特性とするものである。以下に、各成分
の限定理由を説明する。
ｒを同程度に添加し、相乗的な析出硬化を発現させるこ
とにより、機械的強度及び導電性を共に向上させ、第１
図の点線の如き特性とするものである。以下に、各成分
の限定理由を説明する。
【０００９】Ｚｒ及びＣｒが０．０１重量％未満である
と、機械的強度が不足する。Ｚｒ及びＣｒが０．３重量
％を越えると、導電性が悪くなり細線への線引加工性も
悪くなる。
と、機械的強度が不足する。Ｚｒ及びＣｒが０．３重量
％を越えると、導電性が悪くなり細線への線引加工性も
悪くなる。
【００１０】Ｉｎ，Ｓｎ，Ｂ，Ｙ，Ａｇ，Ａｌ，Ｂｉ，
Ｃａ，Ｆｅ，Ｇｅ，Ｈｆ，Ｍｇ，Ｍｎ，Ｎｉ，Ｐｂ，Ｓ
ｂ，Ｓｉ，Ｔｉ，Ｚｎを添加し合金化させると、機械的
強度が向上する。０．００２重量％未満であれば、機械
的強度の向上が認められず、０．３重量％を越えると導
電性の犠牲が大きくなる。
Ｃａ，Ｆｅ，Ｇｅ，Ｈｆ，Ｍｇ，Ｍｎ，Ｎｉ，Ｐｂ，Ｓ
ｂ，Ｓｉ，Ｔｉ，Ｚｎを添加し合金化させると、機械的
強度が向上する。０．００２重量％未満であれば、機械
的強度の向上が認められず、０．３重量％を越えると導
電性の犠牲が大きくなる。
【００１１】実質的なＣｕ即ち原料銅に酸洗を施した電
気銅を用いると、導電性に悪影響を与える電気銅表面に
付着した不純物が少なくなる。特に酸素はＺｒ及びＣｒ
と反応し易く、合金の添加成分が酸素と反応して歩止ま
りが悪くバラツキが生じたり、導電性に悪影響を与える
ので、銅合金に対して０．００５重量％以下に制限する
ことが好ましい。
気銅を用いると、導電性に悪影響を与える電気銅表面に
付着した不純物が少なくなる。特に酸素はＺｒ及びＣｒ
と反応し易く、合金の添加成分が酸素と反応して歩止ま
りが悪くバラツキが生じたり、導電性に悪影響を与える
ので、銅合金に対して０．００５重量％以下に制限する
ことが好ましい。
【００１２】細線になった銅合金における再結晶組織が
５０％を越えると、Ｚｒ及びＣｒ析出の度合いが少なく
なり、機械的強度が不足する。
５０％を越えると、Ｚｒ及びＣｒ析出の度合いが少なく
なり、機械的強度が不足する。
【００１３】つぎに、本発明の高力高導電性銅合金細線
の製造方法は、冷間伸線加工の途中の中間線径で熱処理
（以下、中間熱処理という）を施すことによって機械的
強度のわりには導電性の下げが少なく、第１図の一点鎖
線の如き特性が得られるという知見に基づいてなされた
ものである。そして、最終伸線加工後に熱処理を施すと
機械的強度と導電性のばらつきが少なくなり均一な特性
を有するものとなる。最終線径細線での熱処理だけでは
Ｚｒ及びＣｒの未析出分がまだ銅マトリックス中にかな
り存在しているが、中間線径で熱処理を施した後冷間伸
線した場合にはＺｒ及びＣｒの析出量の増加がよりはか
られると共に銅マトリックス中の加工歪も取り除かれ、
これが導電性を向上させる。以下に中間熱処理条件を説
明する。
の製造方法は、冷間伸線加工の途中の中間線径で熱処理
（以下、中間熱処理という）を施すことによって機械的
強度のわりには導電性の下げが少なく、第１図の一点鎖
線の如き特性が得られるという知見に基づいてなされた
ものである。そして、最終伸線加工後に熱処理を施すと
機械的強度と導電性のばらつきが少なくなり均一な特性
を有するものとなる。最終線径細線での熱処理だけでは
Ｚｒ及びＣｒの未析出分がまだ銅マトリックス中にかな
り存在しているが、中間線径で熱処理を施した後冷間伸
線した場合にはＺｒ及びＣｒの析出量の増加がよりはか
られると共に銅マトリックス中の加工歪も取り除かれ、
これが導電性を向上させる。以下に中間熱処理条件を説
明する。
【００１４】中間熱処理は３００℃〜６００℃でなされ
るこ１が好ましく、３００℃未満であると、機械的特性
が優れるが導電性が低く、６００℃を越えると機械的特
性及び導電率が低下すると共に経済的ではない。また、
熱処理時間は少なくとも１時間以上であって均一な加熱
が確保される時間であればよい。そして、中間熱処理を
施す中間線径は、次の式で示される減面率（％）が９０
％以上になるよう決定されることが好ましい。９０％未
満であると、中間熱処理が最終熱処理に近くなりすぎ、
Ｚｒ及びＣｒの析出効果が不十分となるからである。 減面率（％）＝〔（中間線径断面積−最終線径断面積）
／中間線径断面積〕×１００ さらに、この中間熱処理は１回に限ることなく、前述し
た条件の範囲で２回以上行うことにより、Ｚｒ及びＣｒ
の析出効果を一層高めることができる。何回中間熱処理
を行うかは、Ｚｒ及びＣｒの析出効果の程度と経済性に
より決定される。
るこ１が好ましく、３００℃未満であると、機械的特性
が優れるが導電性が低く、６００℃を越えると機械的特
性及び導電率が低下すると共に経済的ではない。また、
熱処理時間は少なくとも１時間以上であって均一な加熱
が確保される時間であればよい。そして、中間熱処理を
施す中間線径は、次の式で示される減面率（％）が９０
％以上になるよう決定されることが好ましい。９０％未
満であると、中間熱処理が最終熱処理に近くなりすぎ、
Ｚｒ及びＣｒの析出効果が不十分となるからである。 減面率（％）＝〔（中間線径断面積−最終線径断面積）
／中間線径断面積〕×１００ さらに、この中間熱処理は１回に限ることなく、前述し
た条件の範囲で２回以上行うことにより、Ｚｒ及びＣｒ
の析出効果を一層高めることができる。何回中間熱処理
を行うかは、Ｚｒ及びＣｒの析出効果の程度と経済性に
より決定される。
【００１５】なお、本発明では、鋳造後の熱間加工や溶
体化処理を省略しても、充分な機械的強度と導電性が得
られる。
体化処理を省略しても、充分な機械的強度と導電性が得
られる。
【００１６】
【実施例】つぎに、以下具体的な本発明例を比較例と対
比しつつ説明する。第１表に示す成分の本発明例１〜８
と比較例９〜１１の銅合金について、線径１１ｍｍの荒
引線を製造し、９５０℃×１時間の溶体化処理した後、
水焼き入れを行い、最終線径０．０８ｍｍまで冷間伸線
加工を施した。本発明例３〜７は、中間線径が減面率９
５％になるように冷間伸線し、中間熱処理（５００℃×
３ｈｒ）後、さらに最終線径細線（０．０８ｍｍ）まで
冷間伸線加工して試料に供した。そして、本発明例１〜
８と比較例９〜１１について、それぞれ引張強さ、導電
率及び屈曲値を測定した。引張強さ及び導電率は、ＪＩ
Ｓ Ｃ ３００２（電気用銅線及びアルミニウム線
試験方法）により測定した。屈曲値は、マンドレル半径
：１ｍｍ、荷重：１００ｇにより左右９０°曲げで１回
とカウントし、破断までの数をカウントした。
比しつつ説明する。第１表に示す成分の本発明例１〜８
と比較例９〜１１の銅合金について、線径１１ｍｍの荒
引線を製造し、９５０℃×１時間の溶体化処理した後、
水焼き入れを行い、最終線径０．０８ｍｍまで冷間伸線
加工を施した。本発明例３〜７は、中間線径が減面率９
５％になるように冷間伸線し、中間熱処理（５００℃×
３ｈｒ）後、さらに最終線径細線（０．０８ｍｍ）まで
冷間伸線加工して試料に供した。そして、本発明例１〜
８と比較例９〜１１について、それぞれ引張強さ、導電
率及び屈曲値を測定した。引張強さ及び導電率は、ＪＩ
Ｓ Ｃ ３００２（電気用銅線及びアルミニウム線
試験方法）により測定した。屈曲値は、マンドレル半径
：１ｍｍ、荷重：１００ｇにより左右９０°曲げで１回
とカウントし、破断までの数をカウントした。
【００１７】
【表１】
【００１８】
【発明の効果】本発明によって製造される高力高導電性
銅合金細線は、Ｚｒ及びＣｒを同程度添加し、相乗的な
析出硬化を発現させるものであり、導電性が優れている
わりには、機械的強度も高く、その程度は中間熱処理を
施すことにより一層顕著となる。したがって、電子部品
のリード線やロボット等の耐屈曲性ケーブルの導体のよ
うに過酷な使用条件に耐え導電性も良好な高力高導電性
銅合金細線とすることができる。
銅合金細線は、Ｚｒ及びＣｒを同程度添加し、相乗的な
析出硬化を発現させるものであり、導電性が優れている
わりには、機械的強度も高く、その程度は中間熱処理を
施すことにより一層顕著となる。したがって、電子部品
のリード線やロボット等の耐屈曲性ケーブルの導体のよ
うに過酷な使用条件に耐え導電性も良好な高力高導電性
銅合金細線とすることができる。
【図１】各種銅合金の引張強さと導電率の相関を示すグ
ラフ図である。
ラフ図である。
Claims (5)
- 【請求項１】 Ｚｒ０．０１〜０．３重量％、Ｃｒ０
．０１〜０．３重量％、残部実質的にＣｕより成る高力
高導電性銅合金細線。 - 【請求項２】 Ｚｒ０．０１〜０．３重量％、Ｃｒ０
．０１〜０．３重量％Ｉｎ，Ｓｎ，Ｂ，Ｙ，Ａｇ，Ａｌ
，Ｂｉ，Ｃａ，Ｆｅ，Ｇｅ，Ｈｆ，Ｍｇ，Ｍｎ，Ｎｉ，
Ｐｂ，Ｓｂ，Ｓｉ，Ｔｉ，Ｚｎのうち１種類以上を合計
量で０．００２〜０．３重量％、残部実質的にＣｕより
成る高力高導電性銅合金細線。 - 【請求項３】 請求項１又は請求項２記載の銅合金に
おける実質的なＣｕは酸洗を施した電気銅である高力高
導電性銅合金細線。 - 【請求項４】 請求項１又は請求項２又は請求項３記
載の銅合金において再結晶組織が５０％以下であること
を特徴とする高力高導電性銅合金細線。 - 【請求項５】 請求項１又は請求項２又は請求項３又
は請求項４記載の銅合金から成る荒引線より最終線径細
線に至る中間線径で熱処理を施した後、冷間伸線して最
終線径細線で熱処理を施すこと特徴とする高力高導電性
銅合金細線の製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2-339921 | 1990-11-30 | ||
| JP33992190 | 1990-11-30 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04214829A true JPH04214829A (ja) | 1992-08-05 |
Family
ID=18332024
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3155991A Pending JPH04214829A (ja) | 1990-11-30 | 1991-01-30 | 高力高導電性銅合金細線の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04214829A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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