JPH11152532A - 極細銅線及びその製造方法 - Google Patents
極細銅線及びその製造方法Info
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- JPH11152532A JPH11152532A JP31519997A JP31519997A JPH11152532A JP H11152532 A JPH11152532 A JP H11152532A JP 31519997 A JP31519997 A JP 31519997A JP 31519997 A JP31519997 A JP 31519997A JP H11152532 A JPH11152532 A JP H11152532A
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Abstract
極細線の焼鈍による機械的特性の劣化がない極細銅線及
びその製造方法の提供。 【解決手段】 本発明の極細銅線は、0.02ないし0.05m
mの直径を有し、100ppmを超え500ppm以下
の酸素を含むタフピッチ銅から成り、錫又はインジウム
を重量で5ppm以上200ppm未満含有する。異種
金属は鋳造工程で添加する。
Description
造方法に関し、特に極細エナメル線の心線に適する極細
銅線及びその製造方法に関する。
の磁気ヘッド、ブラウン管用のフライバックトランス等
のコイル等には、直径0.02ないし0.05mmの極細エナメ
ル線が用いられている。極細エナメル線の心線には、タ
フピッチ銅や無酸素銅のような、酸素の含有量が0.1%
以下の高純度の銅(以下、純銅と言う)が用いられてい
る。
点があり、極細エナメル線の心線のほか電子機器部品の
リ−ド線としても用いられている。
結晶化により軟化する欠点があり、極細エナメル線の心
線に用いる場合、製造工程での伸線の際の断線の重要な
原因の一つとなっている。この軟化は、材料とダイスと
の摩擦熱によってひきおこされ、軟化した材料はダイス
による引き抜きの張力に耐えられなくなり、断線する。
この種の断線は加工度(断面減小率)が95%以上の場
合に生じ易く、従って線径が小さくなるほど、頻度は高
くなる。
み、伸線後の経時変化による引張り強度や伸びの減小の
ような問題を生じている。最終線径まで伸線された銅線
は、その保管中に時間の経過とともに、引張り強さ及び
伸びの値が低下する。その程度は、無酸素銅と呼ばれる
高純度の銅(例えば、5N、6N)で特に顕著である
が、純度が3N級のタフピッチ銅でも、伸線加工度が高
い場合にはこの現象が見られる。
局部的に発生するもので、再結晶部分の金属組織を観察
すると、特定の粒子が成長し、粗大化しているのが認め
られる。この心線をエナメル線の製造工程で焼鈍する
と、新たに微細粒子が発生し、すでに存在する粗大化粒
子が混在する状態となる。これが引張り強度や伸びの減
小の理由と思われる。何故なら、室温での軟化が現れな
いような銅素材は、粒子が微細で均一な金属組織を有し
ている。伸線ずみ銅線の室温で進む軟化は、伸線工程で
の加工度が高いほど、保管中の温度が高いほど、著し
い。
減するためには、伸線の際の加工度を小さくし、荒引き
から最終線径までの伸線の間の焼鈍の回数を増やすこと
が考えられる。
線によると、伸線の際の加工度を小さくし、焼鈍の回数
を増やさないと、断線を防止することができないため、
製造コストが上昇する。繰り返して説明すると、極細エ
ナメル線の心線用銅線にタフピッチ銅や無酸素銅のよう
な、酸素の含有量が0.1%以下の高純度の銅を用いてい
たので、製造工程での伸線の際にしばしば断線が起こ
り、また伸線後の室温保管での経時変化による引張り強
度や伸びの減小が見られた。伸線の際の断線は加工度が
高い場合に生じ易く、伸線後の保管による引張り強度や
伸びの減小も伸線工程での加工度が高いほど著しい。後
者は5N以上の高純度の無酸素銅で特に顕著であるが、
伸線加工度が高い場合には、純度が3N級のタフピッチ
銅でも生じた。伸線の際の加工度を小さくすれば、伸線
の際の断線や室温保管による軟化を軽減できるが、伸線
の間の焼鈍の回数を増やす必要があり、製造コストが増
大する。
細銅線の、製造工程での伸線中の断線と伸線の間の焼鈍
回数の増加を防止して、製造コストを低下した極細銅線
を提供することにある。
線の、伸線後の室温保管での経時変化による引張り強度
や伸びの減小を防止することにある。
極細銅線の製造方法において、伸線中の断線を防止し、
伸線の間の焼鈍回数の増加を回避して、製造コストを低
下するとともに、伸線後の室温保管での経時変化による
引張り強度や伸びの減小を防止することにある。
成するために、100ppmを超え500ppm以下の
酸素を含むタフピッチ銅から成り、0.02ないし0.05mm
の直径を有する極細銅線において、引張り強さが所定の
値に満たない軟銅線によって構成され、錫及びインジウ
ムのうち1種以上の金属を、重量で5ppm以上200
ppm未満含有することを特徴とする極細銅線を提供す
る。
00ppmを超え500ppm以下の酸素を含むタフピ
ッチ銅から成り、0.02ないし0.05mmの直径を有する極
細銅線の製造方法において、タフピッチ銅の鋳造工程
で、錫およびインジウムのうち1種以上の金属を、重量
で5ppm以上200ppm未満の含有量になるよう
に、添加することを特徴とする極細銅線の製造方法を提
供する。
る、タフピッチ銅極細銅線は、直径が0.02ないし0.05m
mで、その引張り強度が35kg/mm2 未満の軟銅線であ
る。極細銅線を構成するタフピッチ銅は、錫、インジウ
ム又はその両方(以下、添加元素と言う)を重量で5p
pm以上、200ppm未満含む。タフピッチ銅とは酸
素を100ないし500ppm程度含む高純度の銅を言
うが、通常は酸素を200ないし400ppm含む。
素であるが、酸素含有量が500ppm以下のタフピッ
チ銅に添加したとき、固溶体を形成し、銅の軟化温度を
上昇させる。添加量は、含有量が重量で5ppm以上、
200ppm未満になるようにする。含有量が5ppm
未満であると、銅の軟化温度の上昇が小さく、伸線の際
の断線や、伸線後の室温保管での経時変化による引張り
強度や伸びの減小を充分防止することができない。極微
量の添加(0.1 %未満)200ppm以上の含有量とし
ても、溶銅中の酸素存在下での固溶限度を超えるため、
軟化温度の上昇効果は向上しない。添加元素の量を増す
と、錫酸化物が増加するので好ましくない。
に添加する。鋳造には、舟型のセラミックるつぼを用い
てもよく、SCRのような連続鋳造装置を用いてもよ
い。連続鋳造は、鋳造工程で冷却が急速に行なわれるた
め、添加元素が強制固溶されるから、添加元素の効果が
大きい。
例を詳細に説明する。SCR連続鋳造装置を用いて20
0ないし400ppmの酸素を含むタフピッチ銅を鋳造
し、直径8mmの荒引き線を製作した。溶銅に錫、イン
ジウム、又は両方を、量を変えて添加して、12通りの
心線用銅材を鋳造した。比較のため別に、6N高純度銅
を小型連続鋳造機で鋳造して、直径8mmの荒引き線を
製作した(従来技術)。13種類の銅材の錫およびイン
ジウムの含有量をICP分析により定量した結果、表1
の通りであった。 No.1から No.5までは本発明による
銅材、 No.6から No.13までは比較のための本発明外
の組成である。
00ないし400ppmの範囲内であった。直径8mm
の荒引き線を直径2.6mmまで冷間伸線し、一旦焼鈍し
た後、直径0.9 mmまで冷間伸線し、焼鈍後、さらに
直径0.04mmまで冷間伸線した。最大50日まで保管し
た後、焼鈍してエナメル線の心線とした。本発明による
銅材( No.1から No.5まで)および銅材 No.9、1
0、11、12は伸線の過程で断線を全く生じなかっ
た。添加元素の量の少ない銅材 No.6、7、8及び No.
13は軟化による断線を生じた。
について詳細に説明する。 [実施例1]先に表1に示した No.1から No.13まで
の銅材の直径8mmの荒引き線を直径2.6mmまで冷間
伸線した段階で、120℃から400℃の間の温度で1
時間、ソルトバス中で熱処理した。熱処理後の荒引き線
について、引張り試験機を用いて引張り速度 20 mm/mi
n で引張り強さを測定した。
処理温度(℃)と引張り強さ(kg/mm2 )の関係を示
す。図1でσB (20℃) は伸線したままの銅材(温度20
℃) の引張り強さを、σB (400℃) は完全焼鈍材(熱処
理温度 400℃)の引張り強さを、それぞれ意味する。引
張り強さが伸線したままの銅材(σB (20℃) )と完全
焼鈍材(σB (400℃) )のちょうど中間の値[σB (20
℃) +σB (400℃) ]/2になるような熱処理温度を半
軟化温度とすると、本発明による銅材 No.2は、従来技
術による No.6よりも半軟化温度が20℃高い。このよ
うにして半軟化温度により線材を評価した結果を表2に
示す。
は、いずれも従来技術による銅材 No.6より半軟化温度
が10℃ないし20℃高かった。添加元素含有量の少な
い銅材No.7と No.8は半軟化温度が No.6と同じであ
った。添加元素量が 200ppmを超える銅材 No.9、 N
o.10、 No.11は、半軟化温度が銅材 No.4、 No.5
(200℃)以上には上昇しない。錫を極端に多く添加
した銅材 No.12の半軟化温度は大きく上昇した。この
ように軟化温度が上がると、エナメル線等の軟銅線の心
線として用いる場合に、焼鈍が難しくなる。一方、高純
度銅 No.13の半軟化温度は低く、133℃であった。
定した。その結果を表3に示す。
1までの導電率はほとんど差がないが、錫を多量に添加
した銅材 No.12の導電率は大幅に低下した。銅材 No.
12は、前述のように軟化温度が大幅に上昇していた
が、それは溶銅中の酸素が全て錫と反応して酸化錫とな
り、酸化物にならなかった錫が銅中に固溶するためであ
る。また、錫の固溶により、導電率が大きく低下する。
mmまで冷間伸線した後、室温で50日間保管して、保
管前後での機械的特性(引張り強さ、伸び)を測定し
た。さらに、それらを焼鈍してエナメル線(1UEW0.
04)としたときの機械的特性を測定した。本発明による
銅材 No.2、 No.3、 No.5および比較のための銅材 N
o.6、 No.7、 No.13について、焼鈍前の機械的特性
を測定した結果を表4に、焼鈍後の機械的特性の測定結
果を表5に示す。
No.2、 No.3、 No.5は、冷間伸線後50日保管して
も引張り強さ、伸びがほとんど低下しなかった。これに
対して、比較例 No.6、 No.7、 No.13は50日保管
後に引張り強さ、伸びが著しく低下した。
る銅材 No.2、 No.3、 No.5は、50日保管した後極
細線を焼鈍しても、保管による引張り強さ及び伸びの低
下は僅かであった。これに対し、比較例 No.6、 No.
7、 No.13の極細線を50日保管後の極細線を焼鈍す
ると、伸線直後に焼鈍したものに比し焼鈍後の引張り強
さ、伸びは大幅に低下した。
の金属組織は、冷間伸線後、50日保管後、極細線焼鈍
後、いずれも微細な結晶粒から成っていた。これに対
し、比較例 No.6、 No.7、 No.13の金属組織は、粗
大粒と微細粒が混在していた。
造される銅線は硬銅線としても用いることができる。例
えば、単線又は撚り線として、絶縁体で被覆して、ケ−
ブルとする。その際、絶縁体を100℃ないし300℃
の温度で心線上に押し出すため、心線は瞬間的に高温に
加熱される。そこで、架空配電線を製造する際の絶縁体
押し出し工程における心線の軟化を評価した。表6は、
架空配電線用導体(7/φ2.0)の絶縁体被覆前後での
機械的特性(引張り強さ、伸び)を測定した結果であ
る。
程で熱を受けたとき、本発明外の銅材( No.24、 No.2
5、 No.26)は軟化して引張り強さが低下するのに対
し、本発明による銅材( No.21、 No.22、 No.23)は軟
化しない。このように、本発明の銅線の製造方法は、絶
縁体被覆された硬銅線の製造にも適用できる。
mの直径を有し、100ppmを超え500ppm以下
の酸素を含むタフピッチ銅から成り、錫およびインジウ
ムのうち1種以上の金属を重量で5ppm以上200p
pm未満含有するため、冷間伸線、伸線後の保管、極細
線の焼鈍、どの過程でも金属組織に粗大粒が発生しない
から、冷間伸線で軟化による断線が発生せず、断線を避
けるために冷間伸線途中での焼鈍の回数を増やす必要も
ないから、製造コストを抑えることができる。また、伸
線後の保管や極細線の焼鈍による、心線の引張り強さ、
伸び等の機械的特性の劣化がない。
00ppmを超え500ppm以下の酸素を含むタフピ
ッチ銅から成り、0.02ないし0.05mmの直径を有する極
細銅線の製造方法において、タフピッチ銅の鋳造工程
で、錫およびインジウムのうち1種以上の金属を、重量
で5ppm以上200ppm未満の含有量になるように
添加するため、冷間伸線、伸線後の保管、極細線の焼
鈍、どの過程でも金属組織に粗大粒が発生しないから、
冷間伸線で軟化による断線が発生せず、断線を避けるた
めに冷間伸線途中での焼鈍の回数を増やす必要もないか
ら、製造コストを抑えることができる。また、伸線後の
保管や極細線の焼鈍による引張り強さ、伸び等の機械的
特性の劣化がない。
グラフである。
Claims (4)
- 【請求項1】 100ppmを超え500ppm以下の
酸素を含むタフピッチ銅から成り、0.02ないし0.05mm
の直径を有する極細銅線において、引張り強さが所定の
値に満たない軟銅線によって構成され、錫及びインジウ
ムのうち1種以上の金属を重量で5ppm以上200p
pm未満含有することを特徴とする極細銅線。 - 【請求項2】 前記所定の値は、35kg/mm2 である請求
項1の極細銅線。 - 【請求項3】 100ppmを超え500ppm以下の
酸素を含むタフピッチ銅から成り、0.02ないし0.05mm
の直径を有する極細銅線の製造方法において、タフピッ
チ銅の鋳造工程で、錫およびインジウムのうち1種以上
の金属を、重量で5ppm以上200ppm未満の含有
量になるように、添加することを特徴とする極細銅線の
製造方法。 - 【請求項4】 前記鋳造工程はSCR等の連続鋳造装置
によって鋳造を行なう鋳造工程である、請求項3の極細
銅線の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31519997A JP3718036B2 (ja) | 1997-11-17 | 1997-11-17 | 極細銅線及びその製造方法 |
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JP2003201077A Division JP3858861B2 (ja) | 2003-07-24 | 2003-07-24 | 架空配電線用銅線及びその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH11152532A true JPH11152532A (ja) | 1999-06-08 |
JP3718036B2 JP3718036B2 (ja) | 2005-11-16 |
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JP (1) | JP3718036B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006274382A (ja) * | 2005-03-30 | 2006-10-12 | Hitachi Cable Ltd | 銅材の製造方法及び銅材 |
JP2011111634A (ja) * | 2009-11-24 | 2011-06-09 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 銅線材及びその製造方法 |
-
1997
- 1997-11-17 JP JP31519997A patent/JP3718036B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JP2006274382A (ja) * | 2005-03-30 | 2006-10-12 | Hitachi Cable Ltd | 銅材の製造方法及び銅材 |
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