JPH0530524B2 - - Google Patents

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JPH0530524B2
JPH0530524B2 JP63204466A JP20446688A JPH0530524B2 JP H0530524 B2 JPH0530524 B2 JP H0530524B2 JP 63204466 A JP63204466 A JP 63204466A JP 20446688 A JP20446688 A JP 20446688A JP H0530524 B2 JPH0530524 B2 JP H0530524B2
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outer layer
wire
diameter
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Kazuyuki Nakasuji
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Nippon Steel Corp
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Sumitomo Metal Industries Ltd
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕 本発明は、金、銀、銅、白金、アルミニウム及
びこれらの合金等の金属を芯材とする仕上り直径
が50μm以下の極細径複合線材の製造方法に関す
るものである。 〔従来の技術〕 ボンデイング用金線、アルミニウム線等の
50μφ以下の極細径金属線材の需要はIC及びLSIの
高密度化と高集積化にともなつて高まつて来てい
る。 極細径金属線材の従来の製造方法としては、単
体の金属線材をダイヤモンドダイス等の引抜伸線
装置により連続的に引抜く伸線法が知られてい
る。金属線は径が細くなる程破断力が低下するた
め、１ダイス毎の断面減少率を低く抑えないと断
線が生じる。 一例として直径50μm以下の銅線をダイスにて
伸線する場合、１ダイスの断面減少率は５〜10％
が上限値であるため、ダイスによる伸線工程数を
多くとる必要がある。この工程数の増加により製
造能率が悪くなると共に断線が発生する機会が増
加するのが現状である。このように、単体の金属
線材を伸線するには前記引抜伸線装置では効率が
悪いため、静水圧押出し装置、同一装置内で引抜
伸線加工と静水圧押出し伸線加工とが順次行える
連続液圧伸線装置、及び液体を圧力媒体とした押
出伸線部と引抜力による引抜伸線部を同一圧力容
器内に設けた細線伸線装置（特開昭60−115319
号）等の装置が提案されている。 〔発明が解決しようとする課題〕 しかしながら前述の装置においては、伸線時の
金属材の速度制御が難しく、また付帯設備が必要
となり装置が大型化してしまう問題点があつた。 本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであ
り、仕上り直径が50μm以下の極細径複合線材を
高能率で製造する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〕 本発明に係る極細径複合線材の製造方法は、金
属芯材の外側に金属外層材を被嵌した複合素材を
直径50μm以下に冷間伸線加工する極細径複合線
材の製造方法において、前記複合素材として芯材
と芯材よりも変形抵抗が大きい材質の外層材とが
拡散接合してなるものを用いることを特徴とし、
またこれに加えて金属芯材の外側に金属外層材を
被嵌したものに３個以上のコーン型ロールを有す
る傾斜圧延機にて延伸圧延を施し、前記芯材と外
層材とを拡散接合させることにより前記複合素材
を得る拡散接合工程を前記冷間伸線加工の前工程
に有することを特徴とする。 〔作用〕 芯材と芯材よりも変形抵抗の大きい材質よりな
る外層材とが拡散接合してなる複合線材は、前記
外層材の変形抵抗が大きいことにより線材自体の
引抜応力が大きくなり、直径が50μm以下の物で
は従来の１ダイス毎の断面減少率の限界値を大幅
に引き上げることが可能となると共に、拡散接合
した外層材は芯材と剥離することなく延伸し、
50μmの直径まで欠落することなく伸線される。
また、芯材に外層材を被嵌したものを傾斜圧延機
による傾斜延伸圧延法にて拡散接合させるため、
前記芯材と外層材との接合強度が高くなり、剥離
現象の発生を防止できる。 〔実施例〕 以下、本発明をその実施例を示す図面に基づき
具体的に説明する。第１図は本発明に使用する複
合素材の正面断面図、第２図はその側面図であ
り、図中１０は複合素材を示す。複合素材１０は
断面円形の芯材１１の外側に筒状の外層材１２を
拡散接合させたものであり、前記外層材１２は芯
材１１よりも変形抵抗が大きい材質を使用してい
る。 第３図は線引ダイスを用いた冷間伸線加工態様
を示す模式図である。図において、前記複合素材
１０は線引ダイス１５にて白抜矢符方向へ伸線加
工され複合線材１４となる。 次に、前記複合素材１０の外層材１２に芯材１
１よりも変形抵抗が大きい材質を用い、更に外層
材１２と芯材１１とを拡散接合させている理由に
ついて詳述する。例えば銅、アルミニウム等の単
体の金属の引張応力は小さいため、直径が50μm
以下の極細径に伸線する場合、１ダイス毎の断面
減少率を低く抑えなければ断線が生じる。しか
し、変形抵抗の大きい金属を外層材１２に用いれ
ば複合素材１０全体の引張応力が大きくなり、直
径が50μm以下に伸線する場合においても１ダイ
ス毎の断面減少率を大きくとれるようになる。 また芯材１１と外層材１２とが拡散接合してい
ない場合、接合強度が低いため伸線時に芯材１１
と外層材１２とが剥離して外層材１２のみが延伸
し、伸線途中に外層材１２が破断してしまう虞れ
がある。しかし、拡散接合をした場合、接合強度
が高く外層材１２は芯材１１と共に延伸し、直径
が50μm以下まで破断することなく伸線される。 また、直径が50μm以下の極細径複合線材を線
引ダイスにより冷間伸線加工にて製造する場合、
複合素材の外層材厚に偏肉があれば伸線中に外層
材が破断する虞れがあり、偏肉は極力抑制されな
ければならない。また、直径が50μm以下まで伸
線するには多数のパス数が必要であり、それによ
り芯材と外層材とが剥離する機会が多いため、前
記剥離を防ぐべく複合素材の芯材と外層材との接
合強度を高くする必要がある。これらには傾斜圧
延機にて延伸圧延して芯材と外層材とを拡散接合
する熱間延伸圧延法を用いる。 この熱間圧延においては外層材１２の肉厚
（ｔ）とその外径（Ｄ）との比（ｔ／Ｄ）は0.02
〜0.1となるように延伸圧延を行う。比（ｔ／Ｄ）
が0.02未満では線引き過程で外層材に破断が生じ
る虞れがあることによる。また比が0.1を越える
と外層材の断面積比が大きくなり、芯材の特性を
損ねてしまうからである。この熱間延伸圧延用の
装置としては第４，５，６図に示す如き３個以上
のコーン型ロールを有する傾斜圧延機を用いる。 ロールを３個以上としたのは２個のロールを有
する傾斜圧延機では、所謂マンネスマン破壊現象
が生じ、圧延材中心部に割れが発生するからであ
る。 傾斜圧延機としては交叉型の傾斜圧延機を用い
るのが望ましい。 第４図は本発明に使用する傾斜圧延機４による
圧延状態を示す正面図、第５図は第４図の−
線による断面図、第６図は第４図の−線方向
からみた側面図である。図中１３は金属芯材の外
側に金属外層材を被嵌した嵌合材である。傾斜圧
延機４はパスライン周りに臨んで３個のコーン型
ロール１，２，３を有し、３個のロール１，２，
３は嵌合材１３の出側端寄りの位置にゴージ部１
ａ，２ａ，３ａを備え、ゴージ部１ａ，２ａ，３
ａを境にして嵌合材１３の入側は軸端に向けて漸
次直径を縮小され、また出側は拡大されて円錐台
形をなす入口面１ｂ，２ｂ，３ｂ及び出口面１
ｃ，２ｃ，３ｃを備えており、出口面１ｃ，２
ｃ，３ｃはパスラインとの距離をゴージ部１ａ，
２ａ，３ａとパスラインＸ−Ｘとの距離に一致さ
せてある。 このようなコーン型のロール１，２，３はいず
れもその入口面１ｂ，２ｂ，３ｂを嵌合材１３の
移動方向上流側に位置させた状態とし、また軸心
線Ｙ−Ｙと、ゴージ部１ａ，２ａ，３ａを含む平
面との交点Ｏ（以下ロール設定中心という）を、
嵌合材１３のパスラインＸ−Ｘと直交する同一平
面上にてパスラインＸ−Ｘ周りに略等間隔に位置
せしめて配設されている。そして各ロール１，
２，３の軸心線Ｙ−Ｙはロール設定中心Ｏ回り
に、嵌合材１３のパスラインＸ−Ｘとの関係にお
いて第４，５図に示すように前方の軸端がパスラ
インＸ−Ｘに向けて接近するよう交叉角γだけ交
叉（傾斜）せしめられ、且つ第５図、第６図に示
すように前方の軸端が嵌合材１３の周方向の同じ
側に向けて傾斜角βだけ傾斜せしめられている。 交叉角γ及び傾斜角βは0°＜γ＜15°，3°＜β＜
20°及び5°＜γ＋β＜30°を満足するように設定す
る。 各ロール１，２，３は図示しない駆動源に連繋
されており、第５図に矢符で示す如く同方向に回
転駆動され、これらのロール間に噛み込まれた熱
間の嵌合材１３はその軸心線周りに回転駆動され
つつ軸長方向に移動される、所謂螺進移動せしめ
られつつ延伸圧延される。 嵌合材１３はロール間を螺進移動せしめられる
間に、第５図に示す如くロールバイト部Ａにて外
径を絞られて、例えば最大断面減少率が80〜90％
の高圧下を受け、嵌合材１３の圧下面Ｂが円錐台
形状に成形された後、ゴージ部１ａ，２ａ，３
ａ、出口面１ｃ，２ｃ，３ｃにて所定外径の断面
円形をなし、外層材１２と芯材１１とが拡散接合
した状態の複合素材１０に加工される。 一般に熱処理拡散による拡散接合を行つた時の
拡散層厚の厚さは大きく、しかも線引き加工過程
での反復的な軟化焼鈍過程での成長によつて10〜
20μm程度となり、直径が50μm以下の極細径線に
線引き加工を行う場合には複合線材というより
も、むしろ複合材料に近い構造となる。このため
極細径線で複合線材としての構造を維持するため
には拡散層厚が小さいことが必要とされるが、こ
の傾斜圧延機により形成される拡散接合は接合強
度が大きく、しかも極めて薄いという特性を有し
ており、軟化焼鈍を反復してもその厚さは数μm
程度に留まり、しかも反復的な線引き加工にも剥
離が生じることがない。 なお、この拡散接合工程では外層材の偏肉防止
を抑える観点から軸対称加工法である熱間静水圧
押出法を採用することも可能である。 〔数値例〕 芯材、外層材として表１に示す如き材料及び寸
法仕様の組合せからなる複合素材を線引ダイスを
用いて冷間伸線加工を施し、直径50μm以下の極
細径複合線材を得た。
〔効果〕
以上詳述した如く本発明方法にあつては芯材と
芯材よりも変形抵抗の大きい材質の外層材とを傾
斜延伸圧延法により拡散接合してなる複合素材を
用いることにより複合素材全体の引張応力が大き
くなり、１ダイス毎の断面減少率を大きくとるこ
とができ、直径50μm以下の極細径複合線材を高
能率で製造できる等本発明は優れた効果を奏す
る。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明方法に使用する複合素材の正面
断面図、第２図はその側面図、第３図は線引ダイ
スを用いた冷間伸線加工態様を示す模式図、第４
図は本発明に使用する傾斜圧延機による熱間延伸
圧延工程を示す正面図、第５図は第４図の−
線による断面図、第６図は第４図の−線によ
る断面図である。 １，２，３……圧延ロール、１ａ，２ａ，３ａ
……ゴージ部、１ｂ，２ｂ，３ｂ……入口面、１
ｃ，２ｃ，３ｃ……出口面、１０……複合素材、
１１……芯材、１２……外層材。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 金属芯材の外側に金属外層材を被嵌した複合
    素材を直径50μm以下に冷間伸線加工する極細径
    複合線材の製造方法において、 前記複合素材として芯材と芯材よりも変形抵抗
    が大きい材質の外層材とが拡散接合してなるもの
    を用いることを特徴とする極細径複合線材の製造
    方法。 ２ 金属芯材の外側に金属外層材を被嵌したもの
    に３個以上のコーン型ロールを有する傾斜圧延機
    にて延伸圧延を施し、前記芯材と外層材とを拡散
    接合させることにより前記複合素材を得る拡散接
    合工程を前記冷間伸線加工の前工程に有すること
    を特徴とする請求項１記載の極細径複合線材の製
    造方法。
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