JPS60243238A - 銅細線の製造方法 - 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】 本発明は銅細線製造方法に関するものである。

更に詳しくは、本発明は、鉛１０〜６０　ｐｐｍおよび
酸素４５０〜７５０　ｐｐｍを含有する銅あるいはこれ
に更に錫１０〜５０　ｐｐｍ　、珪素１０〜７０ｐｐｍ
もしくは銀１０〜１２０　ｐｐｍのうち少くとも一種を
含有する銅をヘゼレット鋳造機により鋳造しそしてその
鋳造物を連続的に圧延し、更に伸線加工することによる
、極細線を含めての銅細線製造方法に閃するものである
。

銅線の製造においては、先ず荒引線が各種の銅線の原材
として作られている。この荒引線を伸線加工して各種の
線径の銅細線が作られる。銅細線は電気工業あるいは電
子工業における導電用線として用いられている。中でも
電子工業用としてα０８酩径以下の極細線の製造が行わ
れている。

このような銅細線を荒引線から伸線加工して作る場合、
荒引線が純銅を使用しているものであると、その伸線加
工時に断線が頻繁におこり生産性が恕いという問題があ
る。そこで、このような伸線加工に際しての断線を防止
するために銅線に各種の元素を添加することが提案され
ている。提案された添加元素の一つに鉛があり、その添
加量は５０〜６０　ｐｐｍ以上である。従来、鉛は加工
性を悪くする元素として銅線においては低く抑えなけれ
ばならないと考えられていたのとは逆に、鉛を多量に添
加することによって伸線加工性を改善したものである。

一方、銅細線の原材となる荒引線の製造技術においても
各種の提案がなされている。即ち、従来、荒引線の製造
は電気銅を溶解してこれを荒引線に圧延加工するだめの
原材としてたとえば１１０闘角の長さ１３００１ｍ１の
ワイヤバーを作りこのワイヤバーを加熱圧延してたとえ
ば８關径の荒引線としていたが生産性が非常に悪いもの
であった。そこで、改善方法の一つとして開発されたも
のに、斯界で広く知られまた実施されているＳ、　Ｃ，
Ｒ（８ｏｕｔｈｖｉｒｅ　Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ　ｒｏ
ｄ　）法と呼ばれる、溶湯から直接棒状体を形成させる
連続鋳造法がある。

この方法は溝付きの回転円筒とその外周部分に沿って移
動する無端帯材との間に形成される鋳型の一端に連続的
に溶湯を注ぎ他端から棒状の鋳造物を連続的に引き出す
ものである。しかし、この方法は注湯口が小さく円周に
沿って弧状を形成しながら鋳造物が引き出されるので、
銅溶湯中に多量の不純物が含まれている場合には注湯口
の閉塞が生じやすくまた熱間ぜい性によって歪やクラン
クが入りやすい。従って、前記のように細線製造時の断
線防止のために鉛などの添加元素を含む銅原料を用いて
荒引線を製造するには不適当である。

荒引線製造の為の他の改善方法としてはフンチマツド法
と呼ばれる溶湯から荒引線まで連続的に生産する方法が
提案されている。この方法は一対のエンドレス鋼板ベル
トの相対する面を鋳型としたヘゼレット鋳造機を使用し
て薄いスラブを鋳造しそれをピンチレールによって連続
的に引き出して行くものである。引き出された鋳造物を
複数段の圧延過程で減径していくことにより最終的に所
・望の径の荒引線が得られる。しかし、このコンチフツ
ド法においては、電気銅を使用した荒！ＩＭの製造が今
まで実施されたのみで、添加元素を含む銅原料を使用し
た場合の状況は不明である。

こうした状況において、荒引線を経由して、更にそれか
ら極細線を製造するのに障害のない銅細線製造方法の確
立がめられている。

そこで、本発明者等は、原材料の組成と製造方式にうい
て検討を重ねた結果、鉛と酸素とを併添して、添加元素
として鉛を１０　ｐｐｍ〜６０ｐｐｍ＋含み、且つ酸素
を４５０〜７５０　ｐｐｍを含む銅、好ましくは鉛２５
　ｐｐｍ〜５０　ｐｐｍ含み且つ酸素を５５０〜７００
　ｐｐｍを含む銅を原材料として、ヘゼレット鋳造機を
使用してのコンチ田ツド法を用いて荒引線を生成し、そ
れを伸線加工して銅細線を製造するのが最適であるとの
結論に至った。原材料としては、更に錫１０〜５０　ｐ
ｐｍ　、珪素１０〜７０　ｐｐｍ及び銀１０〜１２０　
ｐｐｍのうちの少くとも一種を加えたものも使用しうる
。こうすることによって、荒引線を経由して細線が障害
なく製造される。

即ち本発明は、鉛１０〜６０ｐｐｍ、酸素４５０〜７５
０　ｐｐｍまたはこれに更に錫１０〜５０ｐｐｍ。

珪素１０〜７０　ｐｐｍもしくは銀１０〜１２０　ｐｐ
ｍのうち少くとも一種を含有する銅をヘゼレット鋳造機
により鋳造しそしてその鋳造物を連続的に圧延し、得ら
れる荒引線を伸線加工することを特徴とする銅細線の製
造方法を提供するものである。

以下本発明について詳述する。

まず溶解している銅に所定の成分である鉛を添加し鋼中
の鉛量が１０〜６０　ｐｐｍになるように成分調整を行
なう。この成分調整とともにその溶解雰囲気を還元性を
余り強くしないように酸素を供給して溶湯中の酸素量が
４５０〜７５０　ｐｐｍとなるよう調整する。ここで鉛
量が１０　ｐｐｍ以上そして酸素が４５０〜７５０　ｐ
ｐｍあれば荒引線からの伸線加工時の伸線性が良好であ
る。鉛量が６０ｐｐｍを越えると酸素が含有されなくと
もその伸線性が良好であるが、反面荒引線の加工性を悪
化する。

酸素の含有量が４５０　ｐｐｍ以上であれば鉛量が少な
くても伸線性が維持されるが、７５０　ｐｐｍを越える
と導電性等の特性が゛悪化するので好ましくない。本発
明においてはこれらの組成の外に錫、珪素および銀の少
くとも一種を添加したものも同様に用いることができる
。錫は１０〜５０　ｐｐｍ　。

珪素は１０〜７０　ｐｐｍそして銀は１０〜１２０ｐｐ
ｍの範囲で用いられる。これらの元素は単独で用いられ
ることは勿論、２種あるいは３種を同時に添加使用する
ことができる。これらの元素の添加量が下限以下では伸
線性が得られず又上限を越えると電導性の低下がおこり
好ましくない。上記指定範囲内の量でのこれら元素の添
加によって伸線性能が増大すると共に、これら元素を含
有するスクラップを原材料として用いることが可能とな
る。鉛以外の元素を添加混合するときであっても酸素の
量は鉛単独の場合と同量に調整する。又銅においては電
気鋼などに含まれる不可避的に随伴される成分が存在す
ることは本発明においては何ら支障となるものではない
。

上記のように成分組成を調整された溶湯は、前記コンテ
レッド法の操作条件でヘゼレット鋳造機に給湯され次い
で圧延機で荒引線に形成される。

コンテレッド法について以下詳述する。この方法は、シ
ャフト炉あるいは反射炉を用いて原料銅を溶解し、溶鋼
保持炉からヘゼレット鋳造機を経て圧延機に至りその後
通常の洗浄処理各工程からなっている。その各工程につ
いて詳述する。

溶鋼保持炉からなる溶鋼保持工程はたとえばシャフト炉
、反射炉などの溶解炉から溶鋼を受け次の、鋳造工程に
溶鋼を流下させるだめの貯蔵および必要な温度制御を行
なうものである。本性においては、銅の凝固点が約１０
８５℃であるので、これにきわめて近い温度である１１
０５〜１１１０℃でヘゼレット鋳造機に給湯されるよう
溶鋼温度が制御される。なお他の方法においては溶湯の
凝固の問題からあるいは円滑な操朶のため通常１１３０
℃程度の温度に保持され鋳造機に給湯されている。

１１０５〜１１１０℃の温度でツインベルト鋳造機であ
るヘゼレット鋳造機に給湯された溶湯は所定の形状に鋳
造される。ツインベルト鋳造機であるヘゼレット鋳造機
は一対のエンドレス［Ｃベルトの相対する面を鋳型とし
て薄いスラブを鋳造するものである。その鋳型の形状お
よび冷却速度は適宜選択できるものである。

本発明で採用した例においてはへゼレット鋳造機出口形
状が１２　ａｍ＋ｘ６０關の矩形でありそしてその出口
温度は次の圧延工程の入口温度で約８４０℃になるよう
に冷却される。ヘゼレット鋳造機から給送さｎる方形に
鋳造された銅は圧延工程において所定の荒引線、通常は
８襲φに圧延処理される。１２０閤×６０雛の方形を８
鰭φの荒引癲とするにはたとえば１３段ないし１５段の
圧延が行なわれるが、その段数は適宜選択されるもので
ある。なお圧延機において重要なことはその出口温度が
５００〜６００℃に制御および保持されることである。

圧延機を出た荒引線は通常の処理工程である酸洗、水洗
さらにワックス・塗布された後製品化される。

コンテレッド法においては、前記の如く、ヘセレット鋳
造掘に供給される溶湯が１１０５〜１１１０℃という温
度で取扱われる結果、得られる銅の結晶が極めて細かく
且つ均質的でいわゆる樹枝状に形成されない微細結晶と
なり不純物が分散し荒引線として好ましいものとなる。

更には圧延機の出口温度を５００〜６００℃に保持する
ことによって、再結晶温度を低くし焼鈍性能を良好なら
しめるものである。

さらに、上記荒引線は続いて伸線加工される。

焼鈍工程、皮むき工程を設けずして、α０８部以下の極
細線が得られた。伸糎はダイスを通すことにより実施さ
れる。

なお、本発明の成分組成において、鉛あるいは錫、珪素
、銀などの含まれる銅は、電気銅にこれらの元素を添加
して得られることは勿論のこと、場合に差つてはこれら
の成分組成を有する電線会社の不良品あるいは電力通信
ケーブル架線の廃品等から得られるスクラップ又は焼き
線、裸線などのスクラップを単独又は成分調整材として
も用いることにより得ることができる。なお、スクラッ
プの成分組成としては大約鉛１０〜ｄＱｐｐｍ、錫１０
〜５０ｐｐｍ　Ｎ　＃　８〜５０　ｐｐｍ　、鉄８〜２
０ｐｐｍ。

ニッケル５〜２０　ｐｐｍ　、砒素６〜７ｐｐｍｑアン
チモン１〜５ｐｐｍ、ビスマス２〜５　ｐｐｍが含まれ
る。

なおスクラップの場合に含まれる鉄、ニッケル、砒素、
アンチモン、ビスマス等の不純物は、通常の量たとえば
上記例の量では、本発明においては原料として何ら問題
を呈さない。

本発明によって得られる効果は次のようなものである。

（１）鉛と酸素の併添により鉛添加量を従来より削減で
きる。

（２）鉛量が１０〜６０　ｐｐｍのものでも本発明の中
間生成物としての荒引線の製造時に折れるなどの支障が
生じずに安定して荒引線を製造することができる。

（３）鉛量が１０〜６０　ｐｐｍのものから良好な伸線
性能を有する荒引線が得られ、従って伸線工程において
良好な生産性を保持することができる。

コンチルラド法で電気銅だけで作った荒引線よりもきわ
めてすぐれた（５〜１０倍）伸巌性能を有する。

（４）荒引線からは焼鈍工程皮むき工程なしに良好な細
線あるいは極細線が得られる。

（５）更には銅のスクラップを有効に利用できるので省
資源あるいは工業性、経済性において極めて有効である
。

実施例１ 第１表に示す荒引線組成の銅を溶解成分調整によって作
りそしてその溶湯を前記コンチルラド法の操業条件下で
ヘゼレット鋳造機で鋳造し、その鋳造物を連続的に圧延
機に送り、これを最終的に８ｇφの荒引線とした。その
荒引線の組成成分および特性は第１表に示す通りである
。なお第１表には、電気鋼を用いてＳＣＲ法、コンチル
ラド法で製造し九８■φの荒引線の組成および特性も併
せて記した。

第　１　表 なお、ここで得られた荒引線の１！線性能を確認するた
めの試験結果°を、第１表に記したＳＣＲ法およびコン
チルラド法によって得られた荒引線からのものと併せて
第２表に示した。

第　２　表 続いて、上記荒引線を１１１４１１１＋１φ及びα０６
龍φの細線に伸線した。この際の断線量（ｉｔ９／回）
（１回断線するまでに何〜を伸線するかを示すものであ
る。）を第５表に示した。ＳＣＲ法およＪコンチルラド
法で電気銅を用いて荒引線を製造しそしてこれを伸線加
工した時の結果も第′５表に併せて記した。

第　３　表 本発明に従えば、細線が非良に効率的に製造されること
がわかる。

実施例２ 鉛及び酸素を添加した次の原料を調製した：この原料か
ら実施例１と同様にして８品φ荒引勇４及びそれから伸
線加工した０、１４ｍφ及び（ＬＯｉ５龍φ伸線を作成
した。特性は次の通りであった：０．１４＋ｍφ及びＱ
、Ｑ　ｌ）　ｖｓφ伸輸の伸線性能実施例３ 実施例２の酸素及び鉛に加えて、スズ及び珪津を添加し
た組成のａｍ料を使用して同じく銅線を作成した。組成
及び特性結果を示す。

伸線性能

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）鉛１０〜６０ｐｐｍ、酸素４５０〜７５０ｐｐｍお
   よび不可避的な不純物を含む銅をヘゼレット鋳造機によ
   り鋳造しそしてその鋳造物を連続的に圧延し、得られる
   荒引線を伸線加工することを特徴とする銅細線の製造方
   法。 ２）鉛１０〜６０　ｐｐｍと、酸素４５０〜７５０ｐｐ
   ｍと、錫１０〜５０ｐｐｍ、珪素１０〜７０　ｐｐｍも
   しくは銀１０〜１２０　ｐｐｍのうち少くとも一種と、
   不可避的不純物を含む銅をヘゼレット鋳造機により鋳造
   しそしてその鋳造物を連続的にｌｌＥ延し、得ら・れる
   荒引線を伸線加工することを特徴とする銅細線の製造方
   法。