KR102015810B1

KR102015810B1 - 구리 피복 마그네슘선 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR102015810B1
Application number: KR1020187028965A
Authority: KR
Inventors: 히로시 기타자와; 다쿠야 사키타
Original assignee: 도쿄토쿠슈덴센 가부시키가이샤
Priority date: 2016-06-21
Filing date: 2017-03-22
Publication date: 2019-08-29
Also published as: JP6173532B1; WO2017221485A1; CN108699716B; US11052442B2; US20190283097A1; JP2017226869A; CN108699716A; KR20180118218A

Abstract

(과제)
경량의 코일용 선재로의 요청에 부응할 수 있는 구리 피복 마그네슘선 및 그 제조 방법을 제공한다.
(해결 수단)
마그네슘으로 이루어지는 심재(1)와, 그 심재(1)의 표면에 설치된 구리 또는 구리 합금으로 이루어지는 구리 피복층(2)을 가지는 구리 피복 마그네슘선(10)에 의해 상기 과제를 해결한다. 이 구리 피복 마그네슘선(10)에서는 구리 피복층(2)의 표면에는 신선 가공흔이 있고, 직경이 0.03mm 이상, 0.08mm 이하의 범위 내인 것이 바람직하다. 또 구리 피복층(2)의 두께가 전체의 단면적비로 5% 이상, 30% 이하의 범위 내인 것이 바람직하다. 구리 피복층(2)의 외주측에 절연 피복층(3)이 설치되어 있어도 된다.

Description

구리 피복 마그네슘선 및 그 제조 방법

본 발명은 구리 피복 마그네슘선 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

보이스 코일 모터에서 사용되는 코일, 광 픽업용 렌즈 구동 액추에이터에서 사용되는 코일, 공심 코일, 보이스 코일 등의 코일에서는 그 경량화가 요구되고 있다. 코일의 경량화 기술로서 각종 기술이 제안되어 있는데, 그 하나로 전선의 경량화가 있다.

종래, 전선의 경량화로서, 비중이 구리의 약 3분의 1인 알루미늄을 사용한 복합 알루미늄선이 제안되어 있다(특허문헌 1~3).

특허문헌 1에는 구리-알루미늄 복합재에 관하여, 구리와 알루미늄 또는 알루미늄 합금과의 계면에 니켈층을 설치하여 접합 강도를 향상시키는 기술이 제안되어 있다. 이 문헌에서는 니켈을 사이에 개재시킨 구리 클래드 알루미늄선도 제안되어 있고, 2개의 구리 니켈 복합 세트를 알루미늄선의 주위에 압연 압접하는 방법이나, 1개의 구리 니켈 복합 세트를 알루미늄선의 주위에 심 용접하는 방법이 기재되어 있다.

특허문헌 2에는 경량화를 가능하게 한 도금 알루미늄 전선, 절연 도금 알루미늄 전선 및 이들의 효율적인 제조 방법에 관한 기술이 제안되어 있다. 이 기술은 알루미늄 도체 또는 알루미늄 합금 도체의 외주에 순차적으로 도전성 입자 또는 플레이크와 고분자 매트릭스로 이루어지는 복합 도전 재료에 의한 앵커 도전층, 전기 도금에 의한 스트라이크 도금층과 두꺼운 도금층으로 이루어지는 양도전성 금속층 및 절연 피복층을 설치하여 절연 도금 알루미늄 전선으로 하는 것이다.

특허문헌 3에는 인발 가공시에 구리 피막이 받는 스트레스에 의한 미세한 크랙의 발생을 방지하고, 코일 권선시에 알루미늄 도체가 노출되기 쉽다는 문제를 해결하며, 납땜 접합에 있어서 충분한 신뢰성이 얻어짐과 아울러, 경박단소화에 적합한 구리 피복 알루미늄선에 관한 기술이 제안되어 있다. 이 기술은 알루미늄으로 이루어지는 도체의 표면 상에 아연 치환에 의해 형성시킨 아연 박막의 외주에, 구리 도금층으로서 우선 전해 구리 도금에 의해 무광택 구리 도금층을 형성하고, 이어서 이 외주에 전해 구리 도금시에 티오요소계 첨가제 등을 첨가함으로써 반광택 구리 도금층을 형성하여 구리 피복 알루미늄선으로 하는 것이다.

일본 특개 소56-26687호 공보 일본 특개 평11-66966호 공보 일본 특개 2001-271198호 공보

특허문헌 1~3에 기재된 선재는 알루미늄을 심재로 하고, 구리를 외층에 설치한 복합선이며, 알루미늄이 가지는 가벼움과, 구리가 가지는 납땜성이나 내식성을 가지고 있어, 코일 제품 등에 요구되고 있는 경량화에 부응하는 것이다. 한편, 최근에는 코일의 소형화에 의해 선재의 세경화(細徑化)도 요구되고 있는데, 구리 피복 알루미늄선은 인장 강도가 구리선에 비해 상당히 작아, 코일 권선시에 단선하여 수율이 저하될 우려가 있었다. 또 단선이 생기기 쉬운 경우에는 권선 장력을 조정해야 한다는 작업상의 번거로움도 있었다.

본 발명의 목적은 경량이며 고강도의 코일용 선재로의 요청에 부응하는 구리 피복 마그네슘선 및 그 제조 방법을 제공하는 것에 있다.

(1) 본 발명에 따른 구리 피복 마그네슘선은 마그네슘으로 이루어지는 심재와, 이 심재의 표면에 설치된 구리 또는 구리 합금으로 이루어지는 구리 피복층을 가지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 인장 강도가 구리와 동일 정도이며 비중이 구리의 약 1/4인 마그네슘을 심재로 했으므로, 경량이며 고강도의 코일용 선재가 되고 있다. 또 마그네슘으로 이루어지는 심재의 외주 표면에 구리 또는 구리 합금으로 이루어지는 구리 피복층이 설치되어 있으므로, 냉간 신선(伸線) 가공이 어려운 마그네슘의 세선화가 가능한 구조 형태가 되고 있어, 보다 직경이 가는 코일용 선재로 할 수 있다. 그 결과, 전용 설비를 사용하는 열간 신선 가공을 필요로 하지 않고, 일반적인 냉간 신선 가공 설비에서의 냉간 신선이 가능하여, 비용면에서도 이점이 있다. 특히, 코일의 소형화에 따라 선재의 세경화가 요구되고 있는 경우의 경량의 보이스 코일용 선재로서 바람직하다.

본 발명에 따른 구리 피복 마그네슘선에 있어서, 상기 구리 피복층의 표면에는 신선 가공흔이 있고, 직경이 0.03mm 이상, 0.08mm 이하의 범위 내이다.

본 발명에 따른 구리 피복 마그네슘선에 있어서, 상기 구리 피복층의 두께가 전체의 단면적비로 5% 이상, 30% 이하의 범위 내이다.

본 발명에 따른 구리 피복 마그네슘선에 있어서, 상기 구리 피복층의 외주측에 절연 피복층이 설치되어 있다.

(2) 본 발명에 따른 구리 피복 마그네슘선의 제조 방법은 마그네슘으로 이루어지는 심재와, 이 심재의 표면에 설치된 전체의 단면적비로 5% 이상, 30% 이하의 범위 내의 구리 또는 구리 합금으로 이루어지는 구리 피복층을 가지는 구리 피복 마그네슘선의 제조 방법으로서, 마그네슘 소선의 외주에 구리 또는 구리 합금으로 이루어지는 구리 피복층이 설치된 구리 피복 마그네슘 소선을 준비하는 공정과, 상기 구리 피복 마그네슘 소선을 냉간 신선 가공하여, 직경이 0.03mm 이상, 0.08mm 이하의 범위 내로 하는 공정을 가지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 경량이며 고강도의 코일용 선재로의 요청에 부응할 수 있고, 구리 피복 알루미늄선과 마찬가지로 경량이며, 구리 피복 알루미늄선보다 고강도의 코일용 선재를 통상의 설비에 의한 냉간 신선으로 세경화할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 구리 피복 마그네슘선의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 구리 피복 마그네슘선의 다른 일례를 나타내는 단면도이다.
도 3은 구리 피복층의 표면의 신선 가공흔을 나타내는 사진이다.
도 4는 신선 가공 전의 구리 피복 마그네슘선의 모식도이다.

이하, 본 발명에 따른 구리 피복 마그네슘선 및 그 제조 방법에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다. 또한 본 발명은 도시하는 실시형태에 한정되는 것은 아니다.

본 발명에 따른 구리 피복 마그네슘선(10)은 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이 마그네슘으로 이루어지는 심재(1)와, 그 심재(1)의 표면에 설치된 구리 또는 구리 합금으로 이루어지는 구리 피복층(2)을 가진다.

이 구리 피복 마그네슘선(10)은 인장 강도가 구리와 동일 정도이며 비중이 구리의 약 1/4인 마그네슘을 심재(1)로 했으므로, 경량이며 고강도의 코일용 선재가 되고 있다. 또 심재(1)의 외주 표면에 구리 또는 구리 합금으로 이루어지는 구리 피복층(2)이 설치되어 있으므로, 냉간 신선 가공이 어려운 마그네슘의 세선화가 가능한 구조 형태로 되어 있다. 그 결과, 보다 직경이 가는 코일용 선재가 되고 있다. 이 구리 피복 마그네슘선(10)은 마그네슘선을 가공하는 경우와 같은 전용 설비를 사용하는 열간 신선 가공을 필요로 하지 않고, 일반적인 냉간 신선 가공 설비에서의 냉간 신선이 가능하여, 비용면에서도 이점이 있다. 특히, 코일의 소형화에 따라 선재의 세경화가 요구되고 있는 경우의 경량의 보이스 코일용 선재로서 바람직하다.

이하, 구리 피복 마그네슘선의 구성 요소에 대해서 상세하게 설명한다.

(심재)

심재(1)는 마그네슘으로 구성되어 있다. 여기서의 「마그네슘」은 순 마그네슘이며, 의도적으로 다른 원소를 첨가한 마그네슘 합금이 아니라는 의미로 사용하고 있다. 마그네슘(순 마그네슘)은 의도적으로 다른 원소를 첨가하지 않고, 질량으로 마그네슘 성분이 99.0 질량% 이상 포함되는 것이다. 마그네슘은 일본공업규격 JIS H 2150(2006)의 「마그네슘 지금」으로 규정되어 있으며, 이것에 대응하는 국제규격은 ISO 8287(2000)이다. 예를 들면, 마그네슘 지금 1종A(Mg : 99.95 질량% 이상, 기호 : MI1A Mg, 대응 ISO 기호 : 99.95A), 마그네슘 지금 1종B(Mg : 99.95 질량% 이상, 기호 : MI1B Mg, 대응 ISO 기호 : 99.95B), 마그네슘 지금 2종MI2(Mg : 99.90 질량% 이상), 마그네슘 지금 3종A(Mg : 99.80 질량% 이상, 기호 : MI3A Mg, 대응 ISO 기호 : 99.80A), 마그네슘 지금 3종B(Mg : 99.80 질량% 이상, 기호 : MI3B Mg, 대응 ISO 기호 : 99.80B)를 들 수 있다.

상기한 각 마그네슘에 포함되는 불가피 불순물은 JIS H 2150(2006)에 기재된 바와 같이, 망간, 철, 규소, 구리, 니켈, 칼슘 등을 들 수 있다. 일례로서 마그네슘 지금 1종A는 불가피 불순물로서 알루미늄 0.01 질량% 이하, 망간 0.006 질량% 이하, 아연 0.005 질량% 이하, 규소 0.006 질량% 이하, 구리 0.005 질량% 이하, 철 0.003 질량% 이하, 니켈 0.001 질량% 이하, 납 0.005 질량% 이하, 주석 0.005 질량% 이하, 소듐 0.003 질량% 이하, 칼슘 0.003 질량% 이하, 타이타늄 0.01 질량% 이하, 기타 0.005 질량% 이하로 되어 있다.

상기한 마그네슘은 구리의 도전율을 100%로 했을 때, 도전율이 약 35%~45%의 범위 내이며, 알루미늄의 약 60%이나, 구리 클래드 알루미늄(CCA)의 약 66%에 비해 큰 차가 없다. 그 결과, 경량의 보이스 코일 등의 코일용 선재로서 바람직하게 사용할 수 있다.

한편, ASTM 기호로 AZ31B나 AZ31M과 같은 3% Al-1% Zn을 함유하는 AZ계 마그네슘 합금은 도전율이 약 15%~20%와 같이 낮다. 또 ASTM 기호로 AZ91과 같은 9% Al-1% Zn을 함유하는 AZ계 마그네슘 합금은 도전율이 더욱 낮다. 이와 같은 마그네슘 합금은 도전선으로서 사용하는 것은 적합하지 않으며, 코일용 선재로서는 그다지 바람직하지 않다.

마그네슘의 인장 강도는 약 180MPa~250MPa 정도이며, 알루미늄의 인장 강도(약 68MPa~107MPa 정도)에 비해 상당히 크고, 구리의 인장 강도(약 215MPa~264MPa 정도)와 동일한 정도이다. 또 마그네슘의 비중(약 1.74)은 구리의 비중(약 8.89)의 약 1/4로 경량이다. 이와 같은 마그네슘을 심재(1)로서 사용하는 것은 경량의 코일을 제조하기 위한 강도가 있는 코일용 선재를 구성함에 있어서 바람직하다.

(구리 피복층)

구리 피복층(2)은 심재(1)의 표면에 설치된 구리 또는 구리 합금의 층이다. 구리 또는 구리 합금이 심재(1)의 표면에 설치되어 있으므로, 용이한 냉간 신선 가공에 의해 얻어진 것이 되고 있다. 구리로서는 순 구리를 들 수 있고, 구리 합금으로서는 구리-은 합금, 구리-니켈 합금, 구리-아연 합금 등을 들 수 있다. 구리-은 합금은 은을 0.5 질량% 정도 포함하는 구리 합금이다. 구리-니켈 합금은 니켈을 1 질량% 정도 포함하는 구리 합금이다. 구리-아연 합금은 아연을 5 질량% 정도 포함하는 구리 합금이다. 이들 구리 합금은 구리의 도전율을 100%로 했을 때, 도전율이 약 80%~95%의 범위 내이며, 바람직하게 적용할 수 있다.

구리 피복층(2)의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 심재(1)의 표면에 구리 피복층(2)이 설치되어 있는 구리 피복 마그네슘선(10)의 전체의 단면적비로 5% 이상, 30% 이하의 범위 내가 되는 두께인 것이 바람직하다. 후술하는 실시예에 나타내는 바와 같이, 이 단면적비의 범위가 되는 두께인 것에 의해, 도전율이 약 43%~58% 정도가 되기 때문에, 알루미늄선의 약 60%나, 구리 클래드 알루미늄(CCA)선의 약 66%에 가까운 도전율이 되어, 코일용 선재로서 바람직하게 사용할 수 있다. 또한 보다 경량의 코일을 제조하기 위한 코일용 선재로서의 도전율과 무게(비중)를 고려한 경우, 바람직한 범위는 단면적비로 5% 이상, 25% 이하이다.

구리 피복층(2)이 단면적비로 5% 미만이 되는 두께인 경우는 제조 단계에서의 신선 가공시에 구리 피복층(2)이 노출되거나 깨지기 쉬워지거나 하는 일이 있다. 그 결과로서 단선이 일어나기 쉬워 수율이 저하되거나, 표면이 산화하기 쉽거나, 납땜이 저하되거나 하는 일이 있다. 한편, 구리 피복층(2)이 단면적비로 30%를 넘는 두께인 경우에는 비중이 큰 구리의 비율이 많아져 무거워지거나, 구리 피복층(2)을 도금으로 설치한 경우에 있어서의 도금층의 두께 치우침이 일어나기 쉬워지거나 하는 일이 있다.

또한 구리 피복층(2)의 구체적인 두께는 구리 피복 마그네슘선(10)의 직경에 따라 상이하다. 예를 들면, 직경 0.08mm의 구리 피복 마그네슘선(10)의 경우에는 단면적비로 5%인 경우는 구리 피복층(2)의 두께는 1.0μm정도이며, 단면적비가 30%인 경우는 구리 피복층(2)의 두께는 6.5μm정도이다.

구리 피복층(2)은 신선 가공 전의 마그네슘 소선(1')의 표면에 구리 도금 등을 시행함으로써 설치된 것이다. 이 구리 피복층(2)은 그 후에 신선 가공하여 소정의 단면적비가 되는 두께로 설치된 것이다. 신선 가공한 후의 구리 피복층(2)의 표면에는 도 3(A) 및 도 3(B)의 확대도로 나타내는 바와 같은 길이 방향으로 뻗는 신선 가공흔이 있다. 이 신선 가공흔에 의해, 본 발명에 따른 구리 피복 마그네슘선(10)이 신선 가공에 의해 세경화된 것인 것을 알 수 있다. 또한 구리 도금에 의해 구리 피복층(2)을 설치하는 경우는 구리 도금층과 마그네슘의 밀착도가 높아져 조밀하게 되어, 신선 가공시에 양자의 박리나 단선이 발생하기 어렵다는 이점이 있다. 만일 용접에 의해 구리 피복층을 설치하는 경우는 용접시의 열로 마그네슘이 산화하기 쉽고, 밀착성이 저하되며, 균일한 신선 가공을 행할 수 없다.

구리 피복층(2)은 심재(1)의 표면에 설치되어 있는데, 구리 피복층(2)과 심재(1) 사이에는 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위에서 다른 원소가 검출되어도 된다. 구리 피복층(2)은 징케이트 처리를 거친 후에 두꺼운 구리 도금하여 설치된다. 통상은 징케이트 처리한 후에 스트라이크 구리 도금층과 두꺼운 구리 도금을 행하므로, 다른 원소로서는 아연 원소가 검출되는 일이 있다. 또 징케이트 처리한 후에 무전해 니켈 도금을 행하고, 그 후에 두꺼운 구리 도금을 행하는 일도 있다. 그 경우에는 다른 원소로서 Ni, P, Pd 등을 들 수 있다.

이와 같은 구리 피복 마그네슘선(10)의 직경은 0.03mm 이상, 0.08mm 이하의 범위 내인 것이 바람직하다. 이 범위 내의 직경으로 함으로써, 보이스 코일 모터에서 사용되는 코일, 광 픽업용 렌즈 구동 액추에이터에서 사용되는 코일, 공심 코일, 보이스 코일 등의 코일용 선재로서 바람직하게 사용할 수 있다.

(절연 피복층)

절연 피복층(3)은 필수적인 구성은 아니지만, 도 2에 나타내는 바와 같이, 구리 피복층(2)의 외주에 직접 또는 다른 층을 개재시켜 설치되어 있다. 이와 같은 절연 피복층(3)을 구리 피복 마그네슘선(10)이 구비함으로써, 코일용 선재로서 이용할 수 있고, 코일 권선을 용이하게 행할 수 있다. 절연 피복층(3)은 특별히 한정되지 않고, 종래 공지의 것을 적용할 수 있다. 예를 들면, 소부(燒付) 피막, 압출 피막, 테이프 감기 등을 들 수 있다.

절연 피복층(3)의 재질로서는 폴리유레테인 수지, 폴리에스터 수지, 폴리에스터이미드 수지 등의 열경화성 수지를 들 수 있다. 또 그 밖의 절연 피복층(3)의 재질로서는 폴리페닐설파이드(PPS), 에틸렌-사불화에틸렌 공중합체(ETFE), 사불화에틸렌-육불화프로필렌 공중합체(FEP), 불소화 수지 공중합체(퍼플루오로알콕시불소 수지 : PFA), 폴리에터에터케톤(PEEK), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리아마이드(PA), 폴리페닐설파이드(PPS), 사불화에틸렌-육불화프로필렌 공중합체(FEP) 등이어도 된다.

절연 피복층(3)은 단층이어도 되고 적층이어도 된다. 절연 피복층(3)을 적층 형태로 하는 경우, 상기한 동일 또는 상이한 수지층을 설치할 수 있다. 절연 피복층(3)의 두께는 단층이나 적층에 관계없이 특별히 한정되지 않지만, 통상은 3.0μm 이상인 것이 바람직하다.

(제조 방법)

본 발명에 따른 구리 피복 마그네슘선(10)의 제조 방법은 마그네슘으로 이루어지는 심재(1)와, 그 심재(1)의 표면에 설치된 단면적비로 5% 이상, 30% 이하의 범위 내의 구리 또는 구리 합금으로 이루어지는 구리 피복층(2)을 가지는 구리 피복 마그네슘선(10)을 제조하는 방법이다. 그리고 도 4에 나타내는 바와 같이, 마그네슘 소선(1')의 외주가 구리 또는 구리 합금으로 이루어지는 구리 피복층(2')이 설치된 구리 피복 마그네슘 소선(10')을 준비하는 공정(준비 공정)과, 구리 피복 마그네슘 소선(10')을 냉간 신선 가공하여, 직경이 0.03mm 이상, 0.08mm 이하의 범위 내로 하는 공정(신선 가공 공정)을 가진다.

또한 제조된 구리 피복 마그네슘선(10) 및 그것을 구성하는 심재(1), 구리 피복층(2), 절연 피복층(3)에 대해서는 이미 설명했으므로, 중복되는 부분은 그 설명을 생략한다.

(준비 공정)

준비 공정은 마그네슘 소선(1')의 외주가 구리 또는 구리 합금으로 이루어지는 구리 피복층(2')이 설치된 구리 피복 마그네슘 소선(10')을 준비하는 공정이다. 마그네슘 소선(1')은 도 4에 나타내는 바와 같이 심재(1)의 설명란에서 이미 설명한 마그네슘으로 이루어지는 소선으로서, 주조된 마그네슘이 미리 소정의 직경으로 가공된 마그네슘 소선(1')이다. 이 마그네슘 소선(1')의 직경은 특별히 한정되지 않고, 그 후에 0.03mm 이상, 0.08mm 이하의 최종적인 마무리 선 직경으로 신선 가공하기 쉬운 것을 준비하는 것이 바람직하다. 일례로서는 후술하는 실시예에 나타내는 바와 같은 직경 0.6mm의 것을 들 수 있다.

준비된 마그네슘 소선(1')에는 구리 피복층(2')이 설치되어 있다. 구리 피복층(2')은 예를 들면 0.6mm의 마그네슘 소선(1')의 외주 표면에 구리 도금에 의해 설치된다. 구리 도금 처리는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 징케이트 처리 후의 두꺼운 구리 도금을 들 수 있다.

징케이트 처리를 거치는 구리 도금은 아연 치환, 스트라이크 구리 도금, 두꺼운 구리 도금의 순서로 행하는 프로세스, 또는 아연 치환, 아연 박리, 아연 치환, 스트라이크 구리 도금, 두꺼운 구리 도금의 순서로 행하는 프로세스로 행할 수 있다. 또 징케이트 처리 후에 무전해 니켈 도금을 행하고, 그 후에 두꺼운 구리 도금을 행할 수도 있다. 그 경우에는 아연 치환, 무전해 니켈 도금, 두꺼운 구리 도금의 순서로 행하는 프로세스, 또는 아연 치환, 아연 박리, 아연 치환, 무전해 니켈 도금, 두꺼운 구리 도금의 순서로 행하는 프로세스로 행할 수 있다. 이와 같이 하여 최종적인 두꺼운 구리 도금을 행하고 있다. 두꺼운 구리 도금으로서는 시안화구리 도금, 황산구리 도금, 구리계(예를 들면 구리아연 합금) 합금 도금 등의 두꺼운 구리 도금 수단을 들 수 있다.

두꺼운 구리 도금의 두께는 도금한 후의 마그네슘 소선(1')을 어느 정도의 선 직경까지 신선 가공할지의 가공도를 고려하여, 최종적인 마무리 선 직경에서의 단면적비가 5% 이상, 30% 이하의 범위 내가 되는 두께가 되도록 설치된다. 이와 같이 하여 신선 가공 전의 구리 피복 마그네슘 소선(10')이 준비된다.

(신선 가공 공정)

신선 가공 공정은 구리 피복 마그네슘 소선(10')을 냉간 신선 가공하여, 직경이 0.03mm 이상, 0.08mm 이하의 범위 내로 하는 공정이다. 냉간 신선 가공은 다이를 사용한 신선 가공이 바람직하고, 가공도에 따라 복수의 다이를 사용하여 원하는 선 직경까지 세경화한다. 본 발명에서 적용하는 구리 피복 마그네슘 소선(10')은 그 표면에 구리 피복층(2')이 설치되어 있으므로, 일반적인 냉간 신선 가공 설비를 이용한 냉간 신선이 가능하며, 그 신선 속도도 그다지 저하시키지 않고 행할 수 있다. 그 결과, 구리 피복 마그네슘선(10)의 세경화를 생산성 좋게 행할 수 있다.

또한 구리 피복층이 설치되어 있지 않은 마그네슘 소선만으로는 그 자체의 가공성은 나빠 세경화가 어렵다. 종래의 마그네슘의 세경화 수단으로서는 굵은 동안에는 열간 가공하고, 가늘어지면 냉간 가공의 도중에 빈번하게 열 처리(소둔)를 행할 필요가 있었다. 그 때문에 구리선 등을 신선 가공하는 통상의 설비에 의한 신선 가공은 곤란했다. 이에 대해 본 발명의 제조 방법에서는 구리선 등을 신선 가공하는 통상의 설비에 의한 신선 가공이 가능하다.

이와 같이 하여 신선 가공된 구리 피복 마그네슘선(10)은 그 후 필요에 따라 절연 피복층(3)을 설치하여, 코일용 선재로서 이용할 수 있다.

(실시예)

이하, 실시예에 의해 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 또한 이것에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.

[실시예 1]

마그네슘 소선(1')으로서 마그네슘 지금 1종A(Mg : 99.95 질량% 이상)로부터 직경 0.6mm로 가공된 마그네슘선을 사용했다. 이 마그네슘 소선(1')의 외주 표면에 구리 피복층(2')을 설치했다. 구리 피복층(2')은 징케이트 처리로 행했다. 구체적으로는 마그네슘 소선(1')을 탈지, 에칭, 디스머트(표면에 부착된 미분말상 흑색 물질 등의 제거 처리), 아연 치환, 아연 박리, 아연 치환, 스트라이크 구리 도금, 두꺼운 구리 도금의 순서로 행했다. 아연 치환(1회째와 2회째)에서는 산화아연 100g/L, 수산화소듐 400g/L의 징케이트욕(50℃)을 사용하여, 5분간 침지시켜 두께 0.2μm의 아연을 석출시켰다. 그 후, 아연 박리제(질산)로 아연을 박리하고, 다시 상기와 동일한 아연 치환(2회째)을 행했다. 그 후, 스트라이크 구리 도금(조성 : 시안화구리 30g/L, 시안화소듐 60g/L, 로셸염 60g/L, 탄산알칼리 30g/L)으로 두께 1μm의 얇은 구리 도금을 행하고, 마지막으로 두께 24μm의 두꺼운 구리 도금(조성 : 황산구리 200g/L, 황산 60g/L, 첨가제 5ml/L)을 행했다. 이와 같이 하여 직경 0.65mm의 구리 피복 마그네슘 소선(10')을 제작했다. 이 때의 전체 단면적에 대한 구리 피복층(2')의 단면적비는 15%였다.

이 구리 피복 마그네슘 소선(10')을 400℃에서 열 처리(3분간)한 후, 직경 0.08mm까지 냉간 신선 가공하여, 구리 피복 마그네슘선(10)을 얻었다. 얻어진 구리 피복 마그네슘선(10)의 전체 단면적에 대한 구리 피복층(2)의 단면적비는 신선 가공 전과 동일한 15%였다. 구리 피복 마그네슘선(10)의 전체의 비중은 2.81이었다. 인장 강도는 208MPa였다. 구리의 도전율을 100%로 한 경우의 도전율은 49.0%였다. 여기서는 두꺼운 구리 도금층의 밀착성이 특히 좋고, 신선 가공도 용이했다. 그 이유는 2회의 아연 치환에 의해 아연 피막이 치밀해져, 마그네슘 소선(10') 상에 밀착성 좋게 구리 도금층을 형성할 수 있었기 때문으로 생각된다.

또한 이 실시예 및 하기의 실시예, 참고예, 종래예에 있어서, 비중은 비중 측정 장치(가부시키가이샤 시마즈세이사쿠쇼제, AUW220D)로 측정했다. 인장 강도는 탁상형 인장 시험기(가부시키가이샤 시마즈세이사쿠쇼제, EZ-Test)로 측정했다. 도전율은 4단자법 회로를 사용하여 디지털멀티미터(가부시키가이샤 어드밴티스트제, R6551)로 저항값을 측정하여 도전율로 환산했다. 각 층의 두께는 선의 단면을 연마하여, 마이크로스코프(가부시키가이샤 키엔스제, VHX-5000)로 측정했다.

[실시예 2]

실시예 1에 있어서, 두꺼운 구리 도금의 두께를 7μm, 45μm, 58μm의 3종류로 바꾸고, 구리 피복 마그네슘 소선(10')의 전체 단면적에 대한 구리 피복층(2')의 단면적비를 각각 5%, 25%, 30%로 했다. 그 이외는 실시예 1과 마찬가지로 하여 최종적인 구리 피복 마그네슘선(10)을 얻었다.

얻어진 구리 피복 마그네슘선(10)의 전체 단면적에 대한 구리 피복층(2)의 단면적비는 각각 신선 가공 전과 동일한 5%, 25%, 30%였다. 구리 피복 마그네슘선(10)의 전체의 비중은 각각 2.10, 3.61, 3.89였다. 인장 강도는 각각 203MPa, 213MPa, 215MPa였다. 구리의 도전율을 100%로 한 경우의 도전율은 각각 43.0%, 55.0%, 58.0%였다. 실시예 1과 실시예 2의 결과로부터, 구리의 인장 강도와 동일한 정도의 높은 인장 강도를 가지고, 구리 피복층의 단면적비를 컨트롤함으로써 구리 피복 마그네슘선 전체의 비중과 도전율을 조정할 수 있었다. 그 결과, 경량이며 도전율이 좋은 고강도의 코일용 선재로서 바람직한 구리 피복 마그네슘선(10)을 얻을 수 있었다.

[실시예 3]

실시예 1에 있어서, 징케이트 처리에서의 아연 치환을 1회로 하고, 탈지, 에칭, 디스머트, 아연 치환, 스트라이크 구리 도금, 두꺼운 구리 도금의 순서로 행했다. 각 처리는 실시예 1과 마찬가지로 하고, 그 이외도 실시예 1과 마찬가지로 하여, 직경 0.65mm의 구리 피복 마그네슘 소선(10')을 제작했다. 그 후도 실시예 1과 마찬가지로 신선 가공하여, 최종적인 구리 피복 마그네슘선(10)을 얻었다. 여기서의 두꺼운 구리 도금층의 밀착성은 실시예 1의 경우보다 다소 낮았지만, 신선 가공도 문제없이 행할 수 있었다.

[참고예 1]

실시예 1에 있어서, 마그네슘 소선(1')으로서 사용한 마그네슘선 대신에 AZ31 합금(ASTM 기호)의 3% Al-1% Zn을 함유하는 AZ계 마그네슘 합금 소선을 사용했다. 그 이외는 실시예 1과 마찬가지로 하여 최종적인 직경 0.08mm로 신선 가공한 구리 피복 마그네슘 합금선을 제작했다.

얻어진 구리 피복 마그네슘 합금선의 전체 단면적에 대한 구리 피복층의 단면적비는 신선 가공 전과 동일한 15%였다. 구리 피복 마그네슘 합금선의 전체의 비중은 2.86이었다. 인장 강도는 290MPa였다. 구리의 도전율을 100%로 한 경우의 도전율은 30.7%였다. 비중은 실시예 1에서 얻어진 구리 피복 마그네슘선과 동일한 정도였지만, 도전율은 약 18%나 저하되었다.

[참고예 2]

실시예 2의 경우와 마찬가지로, 참고예 1에 있어서 두꺼운 구리 도금의 두께를 7μm, 45μm, 58μm의 3종류로 바꾸고, 구리 피복 마그네슘 합금 소선의 전체 단면적에 대한 구리 피복층의 단면적비를 각각 5%, 25%, 30%로 했다. 그 이외는 참고예 1 및 실시예 1과 마찬가지로 하여 최종적인 구리 피복 마그네슘 합금선을 얻었다.

얻어진 구리 피복 마그네슘 합금선의 전체 단면적에 대한 구리 피복층의 단면적비는 각각 신선 가공 전과 동일한 5%, 25%, 30%였다. 구리 피복 마그네슘 합금선의 전체의 비중은 각각 2.15, 3.66, 3.93이었다. 구리의 도전율을 100%로 한 경우의 도전율은 각각 22.6%, 38.9%, 43.0%였다. 참고예 1과 참고예 2의 결과로부터, 구리 피복층의 단면적비를 컨트롤함으로써, 구리 피복 마그네슘 합금선 전체의 비중과 도전율을 조정할 수 있었다. 그러나, 도전율은 실시예 1, 2에서 얻어진 구리 피복 마그네슘선(10)에 비해 상당히 작아, 도전율이 좋은 코일용 선재로서는 불충분했다.

[종래예 1]

실시예 1에 있어서 마그네슘 소선(1')으로서 사용한 마그네슘선 대신에 순 알루미늄선을 사용했다. 그 이외는 실시예 1과 마찬가지로 하여 최종적인 직경 0.08mm로 신선 가공한 구리 피복 알루미늄선을 제작했다.

얻어진 구리 피복 알루미늄선의 전체 단면적에 대한 구리 피복층의 단면적비는 신선 가공 전과 동일한 15%였다. 구리 피복 알루미늄선의 전체의 비중은 3.63이었다. 인장 강도는 108MPa였다. 구리의 도전율을 100%로 한 경우의 도전율은 66.9%였다. 비중은 실시예 1에서 얻어진 구리 피복 마그네슘선보다 크고, 인장 강도는 상당히 작았지만, 도전율은 높았다.

1…심재
1'…마그네슘 소선
2…구리 피복층
2'…구리 피복층
3…절연 피복층
10…구리 피복 마그네슘선
10'…구리 피복 마그네슘 소선

Claims

마그네슘으로 이루어지는 심재와, 이 심재의 표면에 설치된 구리 또는 구리 합금으로 이루어지는 구리 피복층을 가지고, 상기 구리 피복층의 표면에는 신선 가공에 의한 신선 가공흔이 있고, 직경이 0.03mm 이상, 0.08mm 이하의 범위 내이고,
상기 구리 피복층의 두께가 전체 단면적비로 5% 이상, 30% 이하의 범위 내 인 것을 특징으로 하는 구리 피복 마그네슘선.
삭제
제 1 항에 있어서, 상기 구리 피복층의 외주측에 절연 피복층이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 구리 피복 마그네슘선.
마그네슘으로 이루어지는 심재와, 이 심재의 표면에 전체의 단면적비로 5% 이상, 30% 이하의 범위 내로 설치된 구리 또는 구리 합금으로 이루어지는 구리 피복층을 가지는 구리 피복 마그네슘선의 제조 방법으로서,
마그네슘 소선의 외주에 구리 또는 구리 합금으로 이루어지는 구리 피복층이 설치된 구리 피복 마그네슘 소선을 준비하는 공정과,
상기 구리 피복 마그네슘 소선을 냉간 신선 가공하여, 직경이 0.03mm 이상, 0.08mm 이하의 범위 내로 하는 공정을 가지는 것을 특징으로 하는 구리 피복 마그네슘선의 제조 방법.
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