JPS60194032A - 軟化温度の低い高導電用銅材 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、軟化温度が低くて製造容易な高導電用鋼材に
関する。

周知の如く純銅及び銅合金は導電性に優れ且つ良好な加
工性を有することから導電用細線、プリント配線基板用
圧延箔、フラットケーブル用銅箔条等多様な用途に用い
られている。

従来このような用途には、無酸素銅のような純銅や銅−
銀合金等の銅合金が多く用いられている。

近年省資源の為上記材料の薄肉化がめられているため、
これら材料を上記用途に供するまでの冷間加工率が増大
し、従ってこれらの製造過程において必要とされる焼鈍
処理の回数も増加してきている。この焼鈍処理回数を減
少させたり、焼鈍処理温度自身を低くすることができれ
ば省エネルギー化の趨勢などの見地から好ましい。

本発明者等は上記の事情に鑑み、導電率が少なくとも純
銅のそれより低下することなく、軟化温度が上記材料よ
り大幅に低い鋼材を提供すべく、まず純銅に種々の第二
元素を微量添加して得られた銅合金の中で、第二元素と
して硼素、バナジウム、り四ム、ハフニウムおよびジル
コニラムラ添加したものを提案した（特願昭５８−３５
５１５号及び同５８−１２４１１５号）。その後、引続
いて純銅に上記第二元素であるバナジウムとジルコニウ
ムニチタンを加えた８種の元素を内割りのモルにて約８
０ｙｍ　（以下、窮は内割りのモルによるものとする）
添加した銀合金について、これらの合金の軟化温度が低
下する機構を検討した結果、次の知見を得た。

即ち、電気銅にバナジウム、ジルコニウム、チタンを無
添加から単味で約８０声の範囲で添加した合金を通常の
真空溶解で溶製、鋳造し、２０１１ＩＩＩＸ番Ｏｍ×６
０−の鋳塊を得た後、これを１ｍ厚さまで冷間圧延後、
直径０．５ｍまで引抜加工した。こうして得られた線材
の一部を、更に８００Ｃで８０分焼鈍した後、水冷した
。前記の引抜加工材及び焼鈍急冷材の比抵抗を測定した
。その結果を試料の組成と共に図示したのが第１図であ
る。

この結果から、どの添加元素の場合もその添加量が７　
ＰＰｍ以下の極微量範囲では、比抵抗が引抜加工材も焼
鈍急冷材も、無添加の値と殆んど変わらないことが見出
された。このことは、７ｐｐｎ以下のバナジウム、ジル
コニウム、チタンは純［ｒに固溶していないことを示し
ている。本発明者等は、上記現象は純銅中に含まれてい
る不可避不純物と上記添加元素が何らかの化合物を形成
し、その不可避不純物が銅の軟化温度を高める作用を上
記添加元素が７　ｐ％を超えないと減殺するに至らない
ことを示すものと考え、更にはこのような不可避不純物
が硫黄ではないかと着意するに至った。

そこで本発明者等は次に、電気銅から低硫黄純銅を作成
し、この低硫黄純銅の軟化温度について鋭意研究を行な
った結果、驚くべきことに、硫黄含有量を１　ｐｐｒｎ
以下とした低硫黄純銅が１通常の１電気銅、無酸素鋼の
ような純銅よりも著しく低い軟化温度を示すことを見出
し、本発明に到達した０以下１本発明を更に説明する。

本発明鋼材において１硫黄の含有量をｌｐｐｍ以下に限
定したのは、１ｐＸｘ１１を超えると脱硫黄による軟化
温度の低下が、通常の従来の純銅より充分でないからで
ある。

通常の純銅には硫黄が微ｐｐｎもしくはそれ以上含有さ
れているが、この硫黄を１　ｐｐｎ以下にするには、通
常の純銅を硝酸鋼浴電解による電解採取、帯域精製、水
素ガスなどによる乾式脱硫などの方法によって更に精製
すれば良い。

また、通常の純銅の酸素含有量は５００μ以下であるが
、本発明鋼材においても、酸素の含有量は５００Ｐｐｍ
程度もしくはそれ以下で本発明の目的を充分達成するこ
とができる。

更に、本発明鋼材の溶解及び鋳造の雰囲気としては、特
に限定することなく、通常行なわれている方法が採用で
きる。

次に１本発明の実施例を比較例と共に説明する。

実施例 まず、電気銅、電気鋼を硫酸酸性硫酸銅浴で再電解して
採取した高純度鋼、及び電気鋼を硝酸酸性硝酸銅浴で再
′電解して採取した低硫黄純銅を、真空度を５　Ｘ　１
０　Ｔｏｒｒ以下に調整した真空チャンバー中の黒鉛ル
ツボで高周波溶解した後１該溶解と同一の雰囲気下で金
型に鋳造して厚さ２０鴎、幅６０謳、長さＩＱＱＩＩＩ
Ｉの鋳塊を製造した。

得られた鋳塊の組成（ｐｐｍ）は第１表のようであった
。

第　１　表 （注）　Ｐ、　Ａｓ、　８２１．８１．　ｋｌ、　Ｓｂ
、　Ｔｏ、　Ｐｂ及びＢ１はいずれも１　ｐｐｍ以下。

次に、（１）既に得た真空溶解した低硫黄純銅を一部採
取し、この低硫黄純銅を前回と同様にして溶解し硫化第
一銅を添加して所望量の硫黄を合金溶解させた後、前回
と同様にして鋳造した硫黄添加鋼、（２）この硫黄添加
鋼を一部採取し、この硫黄添加鋼を前回と同様にして溶
解し所望量のチタンを合金溶解させた後、前回と同様に
して鋳造した硫黄チタン添加鋼並びに（３）既に得た真
空溶解した低硫黄純銅の他の一部を採取し、この低硫黄
純銅を黒鉛ルツボで高周波大気溶解した後、該溶解と同
一の雰囲気下で金型に鋳造した酸素含有鋼を製造した。

得られた鋳塊の組成（ｐｐｎ）は第２表のようであった
。

以上のような紡塊試料を準備した後、これら鋳塊表面を
片側１ｗずつ面削し、８５０Ｃで熱間圧延して厚さｌＱ
ｗとした。この圧延材から導電率を測定する試料を採取
した。更にこの熱間圧延材を片側ＩＩＩｊＩずつ面削し
た後、厚さ８關から０．５鴎まで冷間圧延を行なった。

得られた板材から一辺２０鴫の正方形の板片を裁断して
作成し、軟化温度を測定する試料とした。

軟化温度の測定は、４０％８０．１２０．１６０．２０
０゜２４０及びａｏｏ　ｃに設定した油浴中に８０分間
浸漬加熱された試料のビッカース硬度を測定することに
より行なった。得られた結果を第８表に示す。第８表の
ビッカース硬度を加熱温度に対してプロットして第２図
に示した。

第８表から明らかなように、硫黄含有量を１　ｐり！ｎ
以下に抑えた純銅は酸素含有量の僅少な真空溶解した低
硫黄純ｆＲ（試験Ａ８）でもそれの比較的多い酸素添加
鋼（試験屋８）でも導電率が１０番％工、八へａで、真
空溶解した電気鋼（試験ＡＩ）や高純度銅（試験Ａ２）
のような純銅と同程度かむしろ高目であり、且つ軟化温
度が８５Ｃとか８７ｔｌｌ’程度で前記と同様の比較で
７０Ｃ程度低い。一方、硫黄含有量がＩ　ｌｌＰｍを超
えると、その増大と共に軟化温度も高くなる（試料Ａ４
．５．６）。また、試験墓６と同Ａ７とはＴ１添加の有
無が相違しているとほぼ考えられるが、軟化温度に大幅
な相違がみられる。

第８図は試験Ａ７の試料の走査型電子顕微鏡による組織
であり、第４図は第８図矢印で示す微小介在物をエネル
ギー分散型電子顕微鏡により解析した結果であるが、こ
れらの図から明らかなように、上記微小介在物が硫化物
であることが判る。

従って、前記試験Ａ６と同７の軟化温度における大幅な
相違は、鋼中の硫黄が固溶しているのと、化物の析出に
よって軟化温度が低くなることが判った。このような事
実と硫黄を１　ｐｐｍ以下に抑えた本発明鋼材の軟化温
度が低くなる現象とによって１銅中の微量の硫黄が軟化
温度を高める重大な役割を演じることが判明した。

本発明は、導電率が通常の純銀よりむしろ高目で、軟化
温度が通常の純銅より大幅に低い鋼材であるので、導電
用軟鋼線やフラットケーブル用銅箔条の製造工程におい
て焼鈍温度を大幅に下げたり　（時間の経過が許されれ
ば室温から１００Ｃ程度の乾燥話中に保存するのみで良
い）、焼鈍時間を大幅に短縮したりできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は比抵抗に及ぼす硫黄含有量の影響を引抜加工材
と焼鈍急冷材とについて示したグラフ、第２図は第１表
における供試合金の加熱軟化の様子を示したグラフ、第
８ＦｇＪは試験Ａ７の試料の組織の走査型電子顕微鏡写
真図、第４Ｆｍは第８図矢印部分のエネルギー分散型電
子顕微鏡による解析写真図である。 第１図 滞加量　ＣモルＰＰＴｎ、） 范３図 結晶粗界 莞２図 圧　加央表温度　（°Ｃ） 延 図面の浄書（内容に変になし） 第４図 エネルギー（Ｋｅ） 手続補正書　（方式） １．事件の表示 昭和５９年特　許　願第０５０２７８号２、発明の名称
　軟化温度の低い高導電用銅材３、　補正をする者 事件との関係　出　願　人 ４、代理人 ６、補正により増加する発明の数 ７、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄、 図面の簡単な説明の欄、及び図面。 ８、補正の内容 （１）明細書９頁下から５行目全部を、「介在物をエネ
ルギー分散式Ｘ線分析装置により測定」と訂正する。 （２）同　１１頁上から１〜２行全部を、「印部分をエ
ネルギー分散式Ｘ線分析装置によって測定して得られた
Ｘ線強度とエネルギーとの関係図である。」と訂正する
。 （３）第４図を別紙の通りに訂正する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）内割りのモルにてｌｐｐｍ以下の硫黄、残部が９
   ９．９％以上の銅及び不可避不純物からなる軟化温度の
   低い高導電用鋼材。