JPH1180861A - 高強度高導電率銅合金線材及びその製造方法 - Google Patents
高強度高導電率銅合金線材及びその製造方法Info
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- JPH1180861A JPH1180861A JP24074597A JP24074597A JPH1180861A JP H1180861 A JPH1180861 A JP H1180861A JP 24074597 A JP24074597 A JP 24074597A JP 24074597 A JP24074597 A JP 24074597A JP H1180861 A JPH1180861 A JP H1180861A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 各種電気機器及び電子機器等に使用される導
線材料として、低加工率で導電率５０％ＩＡＣＳ以上の
高い導電性を確保しつつ、強度を向上させることができ
る高強度高導電率銅合金線材及びその製造方法を提供す
る。 【解決手段】 高強度高導電率銅合金線材は、周期律表
の希土類元素から選択された少なくとも１種の元素を総
量で０．０１乃至２重量％含有し、Ｍｇ、Ａｌ、Ｍｎ、
Ｚｎ、Ｎｉ及びＺｒからなる群から選択された１種又は
２種以上の元素を総量で０．０１乃至０．３重量％含有
し、残部が銅及び不可避的不純物からなる。また、前記
高強度高導電率銅合金線材の製造方法としては、希土類
元素の酸化を防止するため、前記組成の銅合金溶湯を還
元性雰囲気で鋳造する。
線材料として、低加工率で導電率５０％ＩＡＣＳ以上の
高い導電性を確保しつつ、強度を向上させることができ
る高強度高導電率銅合金線材及びその製造方法を提供す
る。 【解決手段】 高強度高導電率銅合金線材は、周期律表
の希土類元素から選択された少なくとも１種の元素を総
量で０．０１乃至２重量％含有し、Ｍｇ、Ａｌ、Ｍｎ、
Ｚｎ、Ｎｉ及びＺｒからなる群から選択された１種又は
２種以上の元素を総量で０．０１乃至０．３重量％含有
し、残部が銅及び不可避的不純物からなる。また、前記
高強度高導電率銅合金線材の製造方法としては、希土類
元素の酸化を防止するため、前記組成の銅合金溶湯を還
元性雰囲気で鋳造する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高強度及び高導電
率を必要とする電気機器及び電子機器等に使用される導
体に好適の高強度高導電率銅合金線材及びその製造方法
に関する。
率を必要とする電気機器及び電子機器等に使用される導
体に好適の高強度高導電率銅合金線材及びその製造方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】電気機器及び電子機器の導体材料として
は、純銅及び銅希薄合金等が多用されているが、電気機
器及び電子機器の軽量化及び高性能化に伴い、より高い
強度と高い導電率とを合わせ持つ導体材料の開発が要望
されている。
は、純銅及び銅希薄合金等が多用されているが、電気機
器及び電子機器の軽量化及び高性能化に伴い、より高い
強度と高い導電率とを合わせ持つ導体材料の開発が要望
されている。
【０００３】一般的に、金属材料には、高加工率を与え
て加工硬化させることにより高い強度を得ることができ
るが、線材の加工工程において、伸線加工率（減面率）
を高くするためには、線材の線径が小さくなるまで加工
すること、又は線材の初期線径を大きくすることが必要
であるため、加工率を高くすることは実用的ではない。
このため、可及的に低い加工率で高い強度を得ることが
必要である。
て加工硬化させることにより高い強度を得ることができ
るが、線材の加工工程において、伸線加工率（減面率）
を高くするためには、線材の線径が小さくなるまで加工
すること、又は線材の初期線径を大きくすることが必要
であるため、加工率を高くすることは実用的ではない。
このため、可及的に低い加工率で高い強度を得ることが
必要である。
【０００４】しかし、従来の銅合金線材においては、９
９％以下の低加工率において導電率５０％ＩＡＣＳ以上
の導電性を有すると共に、引張強度が６０ｋｇｆ／ｍｍ
2 以上であるという高強度高導電率の線材は、僅かに、
Ｃｕ−Ｃｄ合金、Ｃｕ−Ａｇ合金、Ｃｕ−Ｚｒ合金及び
Ｃｕ−Ｃｒ合金のみである。
９％以下の低加工率において導電率５０％ＩＡＣＳ以上
の導電性を有すると共に、引張強度が６０ｋｇｆ／ｍｍ
2 以上であるという高強度高導電率の線材は、僅かに、
Ｃｕ−Ｃｄ合金、Ｃｕ−Ａｇ合金、Ｃｕ−Ｚｒ合金及び
Ｃｕ−Ｃｒ合金のみである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記Ｃ
ｕ−Ｃｄ合金、Ｃｕ−Ａｇ合金、Ｃｕ−Ｚｒ合金及びＣ
ｕ−Ｃｒ合金はいずれも以下に示すような欠点を有す
る。先ず、Ｃｕ−Ｃｄ合金においては、Ｃｄは毒性を有
するという問題点がある。また、Ｃｕ−Ａｇ合金はＡｇ
を多量添加する必要があり、材料コストが高くなるとい
う難点がある。Ｃｕ−Ｚｒ合金及びＣｕ−Ｃｒ合金は、
強度を得るために時効熱処理をする必要があり、製造コ
ストが高いという問題点がある。
ｕ−Ｃｄ合金、Ｃｕ−Ａｇ合金、Ｃｕ−Ｚｒ合金及びＣ
ｕ−Ｃｒ合金はいずれも以下に示すような欠点を有す
る。先ず、Ｃｕ−Ｃｄ合金においては、Ｃｄは毒性を有
するという問題点がある。また、Ｃｕ−Ａｇ合金はＡｇ
を多量添加する必要があり、材料コストが高くなるとい
う難点がある。Ｃｕ−Ｚｒ合金及びＣｕ−Ｃｒ合金は、
強度を得るために時効熱処理をする必要があり、製造コ
ストが高いという問題点がある。
【０００６】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、各種電気機器及び電子機器等に使用される
導線材料として、低加工率で導電率５０％ＩＡＣＳ以上
の高い導電性を確保しつつ、強度を向上させることがで
きる高強度高導電率銅合金線材及びその製造方法を提供
することを目的とする。
のであって、各種電気機器及び電子機器等に使用される
導線材料として、低加工率で導電率５０％ＩＡＣＳ以上
の高い導電性を確保しつつ、強度を向上させることがで
きる高強度高導電率銅合金線材及びその製造方法を提供
することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明に係る高強度高導
電率銅合金線材は、周期律表の希土類元素から選択され
た少なくとも１種の元素を総量で０．０１乃至２．０重
量％含有し、更に、Ｍｇ、Ａｌ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｎｉ及び
Ｚｒからなる群から選択された１種又は２種以上の元素
を総量で０．０１乃至０．３重量％含有し、残部が銅及
び不可避的不純物からなることを特徴とする。
電率銅合金線材は、周期律表の希土類元素から選択され
た少なくとも１種の元素を総量で０．０１乃至２．０重
量％含有し、更に、Ｍｇ、Ａｌ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｎｉ及び
Ｚｒからなる群から選択された１種又は２種以上の元素
を総量で０．０１乃至０．３重量％含有し、残部が銅及
び不可避的不純物からなることを特徴とする。
【０００８】本発明に係る高強度高導電率銅合金線材の
製造方法は、周期律表の希土類元素から選択された少な
くとも１種の元素を総量で０．０１乃至２．０重量％含
有し、更に、Ｍｇ、Ａｌ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｎｉ及びＺｒか
らなる群から選択された１種又は２種以上の元素を総量
で０．０１乃至０．３重量％含有し、残部が銅及び不可
避的不純物からなる溶銅を還元性雰囲気で鋳造して銅合
金材を得る工程と、この銅合金材を熱間圧延及び冷間圧
延して線材を得る工程とを有することを特徴とする。
製造方法は、周期律表の希土類元素から選択された少な
くとも１種の元素を総量で０．０１乃至２．０重量％含
有し、更に、Ｍｇ、Ａｌ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｎｉ及びＺｒか
らなる群から選択された１種又は２種以上の元素を総量
で０．０１乃至０．３重量％含有し、残部が銅及び不可
避的不純物からなる溶銅を還元性雰囲気で鋳造して銅合
金材を得る工程と、この銅合金材を熱間圧延及び冷間圧
延して線材を得る工程とを有することを特徴とする。
【０００９】この場合に、希土類元素としては、Ｌａ及
びＣｅからなる群から選択された少なくとも１種である
ことが好ましい。
びＣｅからなる群から選択された少なくとも１種である
ことが好ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】本願発明者は、導電率５０％ＩＡ
ＣＳ以上の高い導電性を確保しつつ、強度を向上させる
ことができる高強度高導電率銅合金線材を得るために鋭
意研究した結果、銅合金に含有される添加元素のうち、
希土類元素から選択された少なくとも１種の元素の含有
量の総量を適切に規定すると共に、Ｍｇ、Ａｌ、Ｍｎ、
Ｚｎ、Ｎｉ及びＺｒからなる群から選択された少なくと
も１種の元素の含有量の総量を適切に規定し、所定の含
有量で添加することが有効であることを見い出した。
ＣＳ以上の高い導電性を確保しつつ、強度を向上させる
ことができる高強度高導電率銅合金線材を得るために鋭
意研究した結果、銅合金に含有される添加元素のうち、
希土類元素から選択された少なくとも１種の元素の含有
量の総量を適切に規定すると共に、Ｍｇ、Ａｌ、Ｍｎ、
Ｚｎ、Ｎｉ及びＺｒからなる群から選択された少なくと
も１種の元素の含有量の総量を適切に規定し、所定の含
有量で添加することが有効であることを見い出した。
【００１１】また、前記組成の銅合金を鋳造する際に
は、その組成の溶湯を還元性雰囲気で鋳造することが必
要である。これは、希土類元素が酸化しやすいため、希
土類元素を含有する溶銅を鋳造する場合に、溶銅中の酸
素濃度が高いと、添加した希土類元素の一部が酸化物と
なる。そうすると、強度を向上させるために必要な希土
類元素の含有量を確保することができない。従って、鋳
造工程に際し、溶銅中の酸素濃度を抑制するため、銅合
金溶湯は還元性雰囲気にて鋳造する必要がある。
は、その組成の溶湯を還元性雰囲気で鋳造することが必
要である。これは、希土類元素が酸化しやすいため、希
土類元素を含有する溶銅を鋳造する場合に、溶銅中の酸
素濃度が高いと、添加した希土類元素の一部が酸化物と
なる。そうすると、強度を向上させるために必要な希土
類元素の含有量を確保することができない。従って、鋳
造工程に際し、溶銅中の酸素濃度を抑制するため、銅合
金溶湯は還元性雰囲気にて鋳造する必要がある。
【００１２】以下、本発明における高強度高導電率銅合
金線材について、その成分添加理由及び組成限定理由に
ついて説明する。
金線材について、その成分添加理由及び組成限定理由に
ついて説明する。
【００１３】希土類元素から選択された選択された少な
くとも１種の元素：総量で０．０１乃至２．０重量％ 希土類元素から選択された少なくとも１種の元素の含有
量が総量で０．０１重量％未満であると、強度を向上さ
せる効果が少ない。また、希土類元素から選択された少
なくとも１種の元素の含有量が総量で２．０重量％を超
えると、加工性が極めて悪くなり、伸線加工工程におい
て、銅合金線材に割れが発生したり、断線が生じること
がある。このため、希土類元素から選択された少なくと
も１種の元素の含有量は総量で０．０１乃至２．０重量
％とする。この希土類元素としてはＬａ及びＣｅの少な
くとも１種であることが好ましい。
くとも１種の元素：総量で０．０１乃至２．０重量％ 希土類元素から選択された少なくとも１種の元素の含有
量が総量で０．０１重量％未満であると、強度を向上さ
せる効果が少ない。また、希土類元素から選択された少
なくとも１種の元素の含有量が総量で２．０重量％を超
えると、加工性が極めて悪くなり、伸線加工工程におい
て、銅合金線材に割れが発生したり、断線が生じること
がある。このため、希土類元素から選択された少なくと
も１種の元素の含有量は総量で０．０１乃至２．０重量
％とする。この希土類元素としてはＬａ及びＣｅの少な
くとも１種であることが好ましい。
【００１４】Ｍｇ、Ａｌ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｎｉ及びＺｒか
らなる群から選択された１種又は２種以上の元素：総量
で０．０１乃至０．３重量％ Ｍｇ、Ａｌ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｎｉ及びＺｒは、銅合金線材
の強度を向上させる高める作用を有する。このＭｇ、Ａ
ｌ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｎｉ及びＺｒからなる群から選択され
た元素の１種又は２種以上の含有量が総量で０．０１重
量％未満であると、前記強度向上効果が小さい。一方、
Ｍｇ、Ａｌ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｎｉ及びＺｒからなる群から
選択された元素の１種又は２種以上の含有量が総量で
０．３重量％を超えると、導電率が低下し、５０％ＩＡ
ＣＳ以上の高い導電率を確保することができない。従っ
て、Ｍｇ、Ａｌ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｎｉ及びＺｒからなる群
から選択された１種又は２種以上の元素は、総量で０．
０１乃至０．３重量％含有する必要がある。
らなる群から選択された１種又は２種以上の元素：総量
で０．０１乃至０．３重量％ Ｍｇ、Ａｌ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｎｉ及びＺｒは、銅合金線材
の強度を向上させる高める作用を有する。このＭｇ、Ａ
ｌ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｎｉ及びＺｒからなる群から選択され
た元素の１種又は２種以上の含有量が総量で０．０１重
量％未満であると、前記強度向上効果が小さい。一方、
Ｍｇ、Ａｌ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｎｉ及びＺｒからなる群から
選択された元素の１種又は２種以上の含有量が総量で
０．３重量％を超えると、導電率が低下し、５０％ＩＡ
ＣＳ以上の高い導電率を確保することができない。従っ
て、Ｍｇ、Ａｌ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｎｉ及びＺｒからなる群
から選択された１種又は２種以上の元素は、総量で０．
０１乃至０．３重量％含有する必要がある。
【００１５】
【実施例】次に、本発明の実施例に係る高強度高導電率
銅合金線材について、その比較例と比較して具体的に説
明する。
銅合金線材について、その比較例と比較して具体的に説
明する。
【００１６】先ず、工業用連続鋳造装置により、炉内を
還元性雰囲気として、溶銅中にＬａ又はＣｅを下記表１
及び２に示す量添加し、更に、Ｍｇ、Ａｌ、Ｍｎ、Ｚ
ｎ、Ｎｉ又はＺｒを下記表１及び２に示す量添加して、
種々の組成を有する銅合金の素材を得た。
還元性雰囲気として、溶銅中にＬａ又はＣｅを下記表１
及び２に示す量添加し、更に、Ｍｇ、Ａｌ、Ｍｎ、Ｚ
ｎ、Ｎｉ又はＺｒを下記表１及び２に示す量添加して、
種々の組成を有する銅合金の素材を得た。
【００１７】次に、これらの実施例及び比較例の素材を
熱間圧延することにより、直径８ｍｍの線材を得た。続
いて、この線材を直径０．８ｍｍまで伸線加工し、銅合
金線材とした。このようにして得られた銅合金線材につ
いて引張強度及び導電率を測定した。
熱間圧延することにより、直径８ｍｍの線材を得た。続
いて、この線材を直径０．８ｍｍまで伸線加工し、銅合
金線材とした。このようにして得られた銅合金線材につ
いて引張強度及び導電率を測定した。
【００１８】これらの試験結果を下記表１及び２にまと
めて示す。なお、断線の発生の有無においては、伸線加
工の際に、銅合金線材に断線が発生しなかった場合を○
とし、断線が発生した場合を×とした。表１は本発明の
実施例であり、表２は比較例及び従来例である。この従
来例の線材は無酸素銅線である。
めて示す。なお、断線の発生の有無においては、伸線加
工の際に、銅合金線材に断線が発生しなかった場合を○
とし、断線が発生した場合を×とした。表１は本発明の
実施例であり、表２は比較例及び従来例である。この従
来例の線材は無酸素銅線である。
【００１９】
【表１】
【００２０】
【表２】
【００２１】上記表１に示すように、本発明の実施例１
乃至１５においては、全て導電率が５０％ＩＡＣＳ以上
の高い導電性を有していると共に、引張強度が６０ｋｇ
ｆ／ｍｍ2 以上の高い強度を有している。
乃至１５においては、全て導電率が５０％ＩＡＣＳ以上
の高い導電性を有していると共に、引張強度が６０ｋｇ
ｆ／ｍｍ2 以上の高い強度を有している。
【００２２】一方、比較例１６及び１７のように、銅に
希土類元素のみを添加した場合には、実施例に比較して
強度の向上が小さい。また、比較例１８においては、希
土類元素のみを２．０重量％を超えて添加しているた
め、強度は向上するが、加工性が低下し、伸線加工中に
断線が発生した。更に、比較例１９はＡｌ添加量が０．
３重量％を超えているため、導電率の低下が著しかっ
た。比較例２０はＡｌ添加量が少ないため、強度向上効
果が得られていない。更にまた、従来例の純銅線材の場
合には、導電率は高いものの、強度は極めて低い。
希土類元素のみを添加した場合には、実施例に比較して
強度の向上が小さい。また、比較例１８においては、希
土類元素のみを２．０重量％を超えて添加しているた
め、強度は向上するが、加工性が低下し、伸線加工中に
断線が発生した。更に、比較例１９はＡｌ添加量が０．
３重量％を超えているため、導電率の低下が著しかっ
た。比較例２０はＡｌ添加量が少ないため、強度向上効
果が得られていない。更にまた、従来例の純銅線材の場
合には、導電率は高いものの、強度は極めて低い。
【００２３】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明に係る高強
度高導電率銅合金線材は、少なくとも１種の希土類元素
と、Ｍｇ、Ａｌ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｎｉ及びＺｒからなる群
から選択された１種又は２種以上の元素とを所定の含有
量で含有するので、低加工率でも強度が向上すると共
に、導電率も５０％ＩＡＣＳ以上の高い導電性を有す
る。また、本発明方法においては、銅合金溶湯を還元性
雰囲気で鋳造することにより、希土類元素の鋳造時の酸
化を防止でき、所望の強度及び導電性を有する高強度高
導電率銅合金線材を製造することができる。
度高導電率銅合金線材は、少なくとも１種の希土類元素
と、Ｍｇ、Ａｌ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｎｉ及びＺｒからなる群
から選択された１種又は２種以上の元素とを所定の含有
量で含有するので、低加工率でも強度が向上すると共
に、導電率も５０％ＩＡＣＳ以上の高い導電性を有す
る。また、本発明方法においては、銅合金溶湯を還元性
雰囲気で鋳造することにより、希土類元素の鋳造時の酸
化を防止でき、所望の強度及び導電性を有する高強度高
導電率銅合金線材を製造することができる。
Claims (4)
- 【請求項１】 周期律表の希土類元素から選択された少
なくとも１種の元素を総量で０．０１乃至２．０重量％
含有し、更に、Ｍｇ、Ａｌ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｎｉ及びＺｒ
からなる群から選択された１種又は２種以上の元素を総
量で０．０１乃至０．３重量％含有し、残部が銅及び不
可避的不純物からなることを特徴とする高強度高導電率
銅合金線材。 - 【請求項２】 前記希土類元素がＬａ及びＣｅからなる
群から選択された少なくとも１種であることを特徴とす
る請求項１に記載の高強度高導電率銅合金線材。 - 【請求項３】 周期律表の希土類元素から選択された少
なくとも１種の元素を総量で０．０１乃至２．０重量％
含有し、更に、Ｍｇ、Ａｌ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｎｉ及びＺｒ
からなる群から選択された１種又は２種以上の元素を総
量で０．０１乃至０．３重量％含有し、残部が銅及び不
可避的不純物からなる溶湯を還元性雰囲気で鋳造して銅
合金材を得る工程と、この銅合金材を熱間圧延及び冷間
圧延して線材を得る工程とを有することを特徴とする高
強度高導電率銅合金線材の製造方法。 - 【請求項４】 前記希土類元素がＬａ及びＣｅからなる
群から選択された少なくとも１種であることを特徴とす
る請求項３に記載の高強度高導電率銅合金線材の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24074597A JPH1180861A (ja) | 1997-09-05 | 1997-09-05 | 高強度高導電率銅合金線材及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24074597A JPH1180861A (ja) | 1997-09-05 | 1997-09-05 | 高強度高導電率銅合金線材及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1180861A true JPH1180861A (ja) | 1999-03-26 |
Family
ID=17064082
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24074597A Pending JPH1180861A (ja) | 1997-09-05 | 1997-09-05 | 高強度高導電率銅合金線材及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1180861A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003074745A1 (fr) * | 2002-03-01 | 2003-09-12 | Kazuo Ogasa | Element d'alliage de metal dur et procede de fabrication de celui-ci |
| JP2008506040A (ja) * | 2004-07-15 | 2008-02-28 | プランゼー エスエー | 銅合金から製造した導電線のための材料 |
| CN103882253A (zh) * | 2014-04-16 | 2014-06-25 | 黄学志 | 稀土无氧铜基合金及其生产工艺 |
| US9677228B2 (en) | 2004-10-25 | 2017-06-13 | Oldcastle Building Products Canada Inc. | Artificial flagstone for providing a surface with a natural random look |
| US9752288B2 (en) | 2012-06-18 | 2017-09-05 | Oldcastle Building Products Canada Inc. | Dual-unit paving system |
| US9840813B2 (en) | 2012-10-19 | 2017-12-12 | Oldcastle Architectural, Inc. | Paving stones |
| CN112322924A (zh) * | 2020-10-16 | 2021-02-05 | 中南大学 | 一种无氧铜、制备方法及应用 |
-
1997
- 1997-09-05 JP JP24074597A patent/JPH1180861A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003074745A1 (fr) * | 2002-03-01 | 2003-09-12 | Kazuo Ogasa | Element d'alliage de metal dur et procede de fabrication de celui-ci |
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| US9752288B2 (en) | 2012-06-18 | 2017-09-05 | Oldcastle Building Products Canada Inc. | Dual-unit paving system |
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| US10337152B2 (en) | 2012-06-18 | 2019-07-02 | Oldcastle Building Products Canada Inc. | Dual-unit paving system |
| US9840813B2 (en) | 2012-10-19 | 2017-12-12 | Oldcastle Architectural, Inc. | Paving stones |
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