JPH0827531A - 銅合金導体およびその製造方法 - Google Patents

銅合金導体およびその製造方法

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JPH0827531A
JPH0827531A JP16216094A JP16216094A JPH0827531A JP H0827531 A JPH0827531 A JP H0827531A JP 16216094 A JP16216094 A JP 16216094A JP 16216094 A JP16216094 A JP 16216094A JP H0827531 A JPH0827531 A JP H0827531A
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JP
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copper alloy
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alloy conductor
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balance
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JP16216094A
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English (en)
Inventor
Yoshihiro Nakai
由弘 中井
Taichiro Nishikawa
太一郎 西川
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Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 導電率等の電気的特性および引張強度、曲げ
強度等の機械的特性の両方ともに優れている銅合金導体
およびその製造方法を提供する。 【構成】 Bを0.01重量%以上2.6重量%未満含
有し、残部がCuからなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、銅合金導体およびそ
の製造方法に関するものであり、特に、電子機器、計測
機器、医療機器、情報通信機器および電車線等の運輸用
等に用いることができる、銅合金導体およびその製造方
法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、電気電子機器用および運輸用に用
いられる導体としては、主として純銅(タフピッチ銅、
無酸素銅)が用いられてきた。しかしながら、この純銅
は、導電率等の電気的特性は良いが、引張強度および曲
げ強度等の機械的特性が良くないという欠点を有してい
た。
【0003】そこで、このような機械的特性における欠
点を改善するため、銅−ベリリウム系合金の利用が検討
されている。しかしながら、この銅−ベリリウム系合金
は、純銅よりも引張強度および曲げ強度等の機械的特性
は優れているが、導電率等の電気的特性が劣る。
【0004】一方、導電率などの電気的特性を改善する
ため、銅−錫系合金の利用も検討されている。しかしな
がら、この銅−錫系合金は、銅−ベリリウム系合金より
も導電率等の電気的特性は優れているが、引張強度およ
び曲げ強度等の機械的特性が劣る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来の
銅合金線では、導電率はよいが引張強度および曲げ強度
の劣るものか、あるいは引張強度および曲げ強度等はよ
いが導電率の劣るものしかなかった。
【0006】しかしながら、最近の電気電子ならびに通
信産業の発展に伴い、導電率等の電気的特性と、引張強
度および曲げ強度等の機械的特性との両方ともが優れる
銅合金導体が求められるようになってきている。
【0007】この発明の目的は、上述の問題点を解決
し、導電率等の電気的特性および引張強度、曲げ強度等
の機械的特性の両方ともに優れている銅合金導体および
その製造方法を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明による銅
合金導体は、Bを0.01重量%以上2.6重量%未満
含有し、残部がCuからなっている。
【0009】請求項2の発明による銅合金導体は、Bを
0.01重量%以上2.6重量%未満と、Ti、Y、Z
r、Al、Si、Ni、Sn、Cr、Fe、Mg、Zn
およびSbからなる群より選ばれる少なくとも1種の元
素を合計で0.01〜1.0重量%とを含有し、残部が
Cuからなっている。
【0010】請求項3の発明による銅合金導体の製造方
法は、Bを0.01重量%以上2.6重量%未満含有
し、残部がCuからなる原料を、溶融状態から150℃
/sec以上の冷却速度で急冷凝固させることを特徴と
している。
【0011】請求項4の発明による銅合金導体の製造方
法は、Bを0.01重量%以上2.6重量%未満と、T
i、Y、Zr、Al、Si、Ni、Sn、Cr、Fe、
Mg、ZnおよびSbからなる群より選ばれる少なくと
も1種の元素を合計で0.01〜1.0重量%とを含有
し、残部がCuからなる原料を、溶融状態から150℃
/sec以上の冷却速度で急冷凝固させることを特徴と
している。
【0012】請求項5の発明による銅合金導体の製造方
法は、Bを0.01重量%以上2.6重量%未満含有
し、残部がCuからなる原料を、溶融状態から一方向凝
固させることを特徴としている。
【0013】請求項6の発明による銅合金導体の製造方
法は、Bを0.01重量%以上2.6重量%未満と、T
i、Y、Zr、Al、Si、Ni、Sn、Cr、Fe、
Mg、ZnおよびSbからなる群より選ばれる少なくと
も1種の元素を合計で0.01〜1.0重量%とを含有
し、残部がCuからなる原料を、溶融状態から一方向凝
固させることを特徴としている。
【0014】
【作用】導電率等の電気的特性と引張強度および曲げ強
度等の機械的特性の両方が優れた銅合金を得るために
は、Cu中に固溶している添加元素をできるだけ少なく
し、微細で硬い析出物を均一に分布させることが1つの
方法である。本発明者らは、Cuに種々の元素を添加
し、電気的特性および機械的特性を評価したところ、C
uにBを添加した場合に、両方の特性に優れるという事
実を見出した。
【0015】また、本発明者らは、CuにBを添加した
銅合金に、さらにTi、Y、Zr、Al、Si、Ni、
Sn、Cr、Fe、Mg、ZnおよびSbからなる群よ
り選ばれる少なくとも1種の元素を添加した場合、機械
的特性がさらに向上することを見出した。
【0016】このように、電気的特性および機械的特性
において優れた銅合金が得られるのは、Bが母相中に硬
い微細な析出物として均一に分布するためと考えられ
る。さらに、Ti、Y、Zr、Al、Si、Ni、S
n、Cr、Fe、Mg、ZnおよびSbからなる群より
選ばれる少なくとも1種の元素を添加すると、BとT
i、Y、Zr、Al、Si、Ni、Sn、Cr、Fe、
Mg、ZnおよびSbからなる群より選ばれる少なくと
も1種の元素との相互作用により、母相中に硬い析出物
がより微細に、かつ、より均一に分布するためと考えら
れる。
【0017】Bの添加量を0.01重量%以上2.6重
量%未満としたのは、0.01重量%未満では十分な引
張強度および曲げ強度等の機械的特性が得られず、2.
6重量%より多くなると、導電率等の電気的特性が低下
するためである。また、Ti、Y、Zr、Al、Si、
Ni、Sn、Cr、Fe、Mg、ZnおよびSbからな
る群より選ばれる少なくとも1種の元素の添加量を合計
で0.01〜1.0重量%としたのは、0.01重量%
未満では十分な引張強度および曲げ強度等の機械的特性
が得られず、1.0重量%より多くなると導電率等の電
気的特性が低下するためである。
【0018】本発明において、また、製造工程において
溶融状態から150℃/sec以上の冷却速度で急冷凝
固させる工程を含めると、より好ましい。これは、急冷
によりBをより微細に析出させることが可能になり、さ
らに、急冷によりBとTi、Y、Zr、Al、Si、N
i、Sn、Cr、Fe、Mg、ZnおよびSbからなる
群より選ばれる少なくとも1種の元素との相互作用が促
進され、より微細な析出物が均一に析出し、引張強度お
よび曲げ強度等の機械的特性をより一層向上させること
が可能となるためである。ここで、150℃/sec以
上の冷却速度としたのは、150℃/sec未満の冷却
速度では、微細化の効果がやや少ないためである。
【0019】本発明において、さらに、製造工程におい
て溶融状態から一方向凝固させる工程を含めると、より
好ましい。これは、一方向凝固によりBをより均一に析
出させることが可能になり、さらに、急冷によりBとT
i、Y、Zr、Al、Si、Ni、Sn、Cr、Fe、
Mg、ZnおよびSbからなる群より選ばれる少なくと
も1種の元素との相互作用が促進され、微細な析出物が
より均一に析出し、引張強度および引張強度等の機械的
特性を、より一層向上させることが可能となるためであ
る。一方向凝固させる方法としては、ブリッジマン法、
ゾーンメルト法、OCC法等種々あるが、どのような方
法であってもよい。
【0020】この発明の銅合金線は、Sn、Ag、Ni
およびAu等のメッキを施しても、十分な導電性、引張
強度および曲げ強度を得ることができる。メッキは伸線
加工後に行なってもよいし、メッキを行なった後に伸線
加工を施してもよい。
【0021】また、この発明の銅合金導体は、複数本撚
り合わせ、撚線として使用することもできる。このよう
な撚線として使用すれば、より一層曲げ強度等の機械的
特性の向上を期待することができる。
【0022】さらに、この発明の銅合金導体は、添加元
素量が比較的多い場合、低加工度でも強度の上昇が大き
く、太径でも高強度を達成することが可能となり、電車
線用導体としても利用できる。
【0023】また、この発明の銅合金導体は、最終工程
で熱処理を施して軟材あるいは半軟化材として使用して
もよいし、熱処理を施さずに硬材として使用してもよ
い。
【0024】
【実施例】表1に示す組成の合金を、横型鋳造機を用い
て直径8.0mm連続鋳造することにより得た。冷却速
度は、溶湯温度、鋳造速度、冷却位置等を調整して変化
させた。また、一方向凝固材は、溶湯温度、鋳造速度、
冷却位置、鋳型材質等を調整することにより、直径8.
0mmのロッドを得た。
【0025】
【表1】
【0026】表1を参照して、試料No.1、4、6
は、5.8mmφまで、その他の試料は0.254mm
φまで冷間で伸線加工を施し、引張試験および導電率測
定を実施した。比較例No.10、11は、5.0mm
φまで伸線加工できなかった。試料No.1、4、6以
外の試料は、曲げ強度の試験も実施した。試料No.3
の合金については、300℃×2時間の熱処理を施した
軟材についても同様の測定を実施した。その結果を表2
に示す。また、比較として、無酸素銅(従来例No.1
2)、銅−ベリリウム系合金(従来例No.13)およ
び銅−錫系合金(従来例No.14)についても同様の
試験を実施した。
【0027】なお、曲げ強度の評価は、細線に何回繰返
し曲げ応力を加えれば細線が破断するかによって、評価
した。
【0028】図1は、この曲げ強度の試験方法を説明す
るための模式図である。図1を参照して、試料1を2つ
の滑車3,4の間に通し、試料1の下方端には200g
の荷重2をかけた。この状態で、試料1の上方端部1a
を把持して滑車3側にまで倒し、次いで元に戻し次に滑
車4側に倒した。滑車3および滑車4の半径は100m
mであった。このようにして複数回試料を屈曲させ、試
料が破断するまでの屈曲回数を屈曲値とした。
【0029】
【表2】
【0030】表2から明らかなように、この発明に従う
本発明例の試料は、いずれも導電率および引張強度、曲
げ強度の両方の特性において優れていることがわかる。
【0031】また、本発明例No.2、3、5、7の組
成の合金を直径0.9mmの線材とし、この線材に銀め
っきを施した後、直径0.254mmまで伸線加工し
た。このようにして得られた導体も、導電率および引張
強度、曲げ強度の両方において優れていた。
【0032】以下、本発明例No.2、3、5、7の組
成の合金を伸線加工して、直径0.254mmとし、こ
の線材に錫めっきを施した。これについても、導電率お
よび引張強度、曲げ強度の評価を行なったところ、両方
の特性において優れていることがわかった。
【0033】さらに、直径0.254mmの試料No.
2、3、5、7、8、9、12、13、14の硬材を、
それぞれ7本撚り合わせて撚線とし、この撚線について
曲げ強度の試験を行なった。この結果を表3に示す。な
お、この撚線において、屈曲試験の条件は、荷重を10
00gとし、曲げ半径を150mmとした。
【0034】
【表3】
【0035】表3から明らかなように、この発明に従う
銅合金導体は、撚線にした状態においても、優れた屈曲
特性を示すことがわかった。
【0036】
【発明の効果】以上説明したように、この発明に従う銅
合金導体は、導電率等の電気的特性と引張強度および曲
げ強度等の機械的特性との両方に優れた導体であり、電
気電子機器用および運輸用に用いられる導体として優れ
たものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】曲げ強度の試験方法を説明するための模式図で
ある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01B 1/02 A

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 Bを0.01重量%以上2.6重量%未
    満含有し、残部がCuからなる、銅合金導体。
  2. 【請求項2】 Bを0.01重量%以上2.6重量%未
    満と、Ti、Y、Zr、Al、Si、Ni、Sn、C
    r、Fe、Mg、ZnおよびSbからなる群より選ばれ
    る少なくとも1種の元素を合計で0.01〜1.0重量
    %とを含有し、残部がCuからなる、銅合金導体。
  3. 【請求項3】 Bを0.01重量%以上2.6重量%未
    満含有し、残部がCuからなる原料を、溶融状態から1
    50℃/sec以上の冷却速度で急冷凝固させることを
    特徴とする、銅合金導体の製造方法。
  4. 【請求項4】 Bを0.01重量%以上2.6重量%未
    満と、Ti、Y、Zr、Al、Si、Ni、Sn、C
    r、Fe、Mg、ZnおよびSbからなる群より選ばれ
    る少なくとも1種の元素を合計で0.01〜1.0重量
    %とを含有し、残部がCuからなる原料を、溶融状態か
    ら150℃/sec以上の冷却速度で急冷凝固させるこ
    とを特徴とする、銅合金導体の製造方法。
  5. 【請求項5】 Bを0.01重量%以上2.6重量%未
    満含有し、残部がCuからなる原料を、溶融状態から一
    方向凝固させることを特徴とする、銅合金導体の製造方
    法。
  6. 【請求項6】 Bを0.01重量%以上2.6重量%未
    満と、Ti、Y、Zr、Al、Si、Ni、Sn、C
    r、Fe、Mg、ZnおよびSbからなる群より選ばれ
    る少なくとも1種の元素を合計で0.01〜1.0重量
    %とを含有し、残部がCuからなる原料を、溶融状態か
    ら一方向凝固させることを特徴とする、銅合金導体の製
    造方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1473374A1 (en) * 2003-04-30 2004-11-03 Kiyohito Ishida Copper alloy
JP2014095107A (ja) * 2012-11-07 2014-05-22 Fujikura Ltd Cu−Mg合金体、Cu−Mg合金体の製造方法および伸線材
CN109355529A (zh) * 2018-12-08 2019-02-19 雷纳德流体智能科技江苏股份有限公司 一种铜合金

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