KR20150119185A - 구리합금선, 구리합금 연선, 피복 전선, 및 단자 부착 전선 - Google Patents

구리합금선, 구리합금 연선, 피복 전선, 및 단자 부착 전선 Download PDF

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KR20150119185A
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다이치로 니시카와
데쓰야 구와바라
미사토 구사카리
히로유키 고바야시
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스미토모 덴키 고교 가부시키가이샤
스미토모 덴소 가부시키가이샤
가부시키가이샤 오토네트웍스 테크놀로지스
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Abstract

고강도·고도전율이고 신도도 우수한 극세의 구리합금, 구리합금 연선, 구리합금선이나 구리합금 연선을 구비하는 피복 전선, 단자 부착 전선을 제공하는 것을 목적으로 한다. 도체에 이용되는 구리합금선으로서, Fe를 0.4질량% 이상 1.5질량% 이하, Ti를 0.1질량% 이상 1.0질량% 이하 함유하고, 잔부가 Cu 및 불순물로 이루어진다.

Description

구리합금선, 구리합금 연선, 피복 전선, 및 단자 부착 전선{COPPER ALLOY WIRE, COPPER-ALLOY STRAND WIRE, COATED ELECTRIC WIRE, AND ELECTRIC WIRE WITH TERMINAL}
본 발명은 자동차 등에 배책(配策)되는 전선의 도체에 이용되는 구리합금선, 구리합금 연선, 이 구리합금선이나 구리합금 연선을 도체로 하는 피복 전선, 이 피복 전선을 구비하는 단자 부착 전선에 관한 것이다. 특히, 극세이고, 고강도·고도전율을 가지면서 신도도 우수한 구리합금선에 관한 것이다.
종래, 자동차 등의 배책에 이용되는 전선 도체의 구성 재료는, 도전성이 우수한 구리나 구리합금과 같은 구리계 재료가 주류이다. 인장 강도 등의 기계적 특성을 향상시키기 위해서 여러 가지의 연구가 이루어져 있다(예컨대 일본 특허공개 2008-016284호 공보(특허문헌 1)를 참조).
일본 특허공개 2008-016284호 공보(특허문헌 1)에는, Mg, Ag, Sn, Zn으로부터 선택되는 어느 1종을 특정 범위의 함유량으로 함유시킨 구리합금에, 99% 이상의 냉간 가공도로 신선 가공을 실시함으로써 인장 강도, 종탄성 계수, 도전율 등의 기계적 특성을 높인 경질 소선을, 복수본 꼬아 합쳐서 이루어지는 자동차용 전선 도체가 개시되어 있다.
일본 특허공개 2008-016284호 공보
요즘, 자동차의 고성능화나 고기능화가 급속히 진행되고 있고, 차에 탑재되는 각종 전기 기기, 제어 기기 등의 증가에 수반하여, 이들 기기에 사용되는 전선도 증가 경향에 있다. 한편, 최근, 환경 대응을 위해서 자동차 등의 반송 기기의 연비를 향상시키도록, 경량화가 강하게 요망되고 있다.
전선의 경량화를 위해서, 예컨대 선직경 0.3mm 미만과 같은 극세선의 전선이 요망된다. 극세선의 전선은 배책 시의 충격에 의해서 단선될 우려가 있다. 따라서, 우수한 내충격성이나 굴곡 특성을 가질 필요가 있고, 충분한 신도를 갖는 구리합금선의 개발이 요망된다. 일본 특허공개 2008-016284호 공보(특허문헌 1)에 기재된 전선 도체는, 인장 강도가 우수한 반면, 신도에 개선의 여지가 있다.
본 발명은 상기 사정에 비추어 이루어진 것으로, 그 목적 중 하나는, 극세선이고, 고강도·고도전율을 가지면서 신도도 우수한 구리합금선을 제공하는 것에 있다. 또한, 본 발명의 다른 목적은, 상기 구리합금선을 복수본 꼬아 합쳐서 이루어지는 구리합금 연선을 제공하는 것에 있다. 또, 본 발명의 다른 목적은, 상기 구리합금선이나 구리합금 연선을 도체로 하는 피복 전선, 이 피복 전선을 구비하는 단자 부착 전선을 제공하는 것에 있다.
본 발명자들은, 구리합금을 특정 조성으로 함과 더불어, 신선 후에 특정 열처리를 실시함으로써, 고강도·고도전율을 가지면서 신도도 우수한 구리합금선이 얻어진다는 지견을 얻었다. 본 발명은 이 지견에 기초하는 것이다.
본 발명의 구리합금선은, 도체에 이용되는 구리합금선으로서, Fe를 0.4질량% 이상 1.5질량% 이하, Ti를 0.1질량% 이상 1.0질량% 이하 함유하고, 잔부가 Cu 및 불순물로 이루어진다.
상기 본 발명의 구리합금선은, Cu-Fe-Ti계 합금으로 이루어지므로 고강도이고, 또한 첨가 원소가 특정 범위이므로 도전율도 높다. 본 발명의 구리합금선은, 신도를 향상시키기 위해서 신선 후에 특정 열처리를 실시하지만, 구리합금이 특정 조성이므로, 고온에 장시간 유지된 후에도 고강도를 유지할 수 있다.
본 발명의 구리합금선의 일 형태로서, 추가로, Mg, Sn, Ag, In, Sr, Zn, Ni, Al 및 P로부터 선택되는 1종 이상의 첨가 원소를 합계로 0.01질량% 이상 0.5질량% 이하 함유하는 형태를 들 수 있다.
상기 첨가 원소를 1종 이상 함유하는 것에 의해, 인장 강도의 향상을 도모할 수 있다. 특히, Mg, Sn은 도전율의 저하가 적고, 인장 강도의 향상 효과가 높다.
본 발명의 구리합금선의 일 형태로서, Fe/Ti(질량비)가 0.5 이상 5.5 이하인 형태를 들 수 있다.
구리합금선의 인장 강도 및 도전율은, 기본적으로는 Fe와 Ti의 화합물의 석출에 의해서 결정되는 것이다. 따라서, Fe와 Ti의 질량비가 중요해지고, 상기 질량비인 것에 의해, 인장 강도 및 도전율의 향상을 도모할 수 있다.
본 발명의 구리합금선의 일 형태로서, 신도가 5% 이상인 형태를 들 수 있다.
신도가 5% 이상이므로, 내충격성이나 굴곡 특성이 요구되는 전선의 도체 소재에 적합하게 이용할 수 있다. 신도가 5%이므로, 전선의 배책 시에 있어서 단선되기 어렵다.
본 발명의 구리합금선의 일 형태로서, 도전율이 60% IACS 이상, 인장 강도가 450MPa 이상인 형태를 들 수 있다.
도전율이 60% IACS 이상, 인장 강도가 450MPa 이상이므로, 내충격성이나 굴곡 특성이 요구되는 전선의 도체 소재에 적합하게 이용할 수 있다. 인장 강도가 450MPa 이상이므로, 파단되기 어렵고, 단자 압착을 행한 경우에 장기적으로 그 압착 상태를 유지할 수 있다.
본 발명의 구리합금선의 일 형태로서, 선직경이 0.3mm 미만인 형태를 들 수 있다.
구리합금선의 선직경이 0.3mm 미만인 극세선이므로, 구리합금선의 경량화를 도모할 수 있다.
상기 본 발명의 구리합금선은, 단선(單線)으로도 이용할 수 있지만, 연선의 소선(素線)으로 할 수 있다. 예컨대, 본 발명의 구리합금 연선으로서, 상기 본 발명의 구리합금선을 복수본 꼬아 합친 형태를 들 수 있다.
본 발명의 구리합금 연선은, 소선을 구성하는 본 발명의 구리합금선의 특성을 실질적으로 유지하고 있어, 고강도·고도전율을 갖고, 신도도 우수하다. 본 발명의 구리합금선은, 신도가 우수하기 때문에, 구리합금선을 꼬아 합칠 때에 단선되기 어렵다. 또한, 복수본의 본 발명의 구리합금선을 꼬아 합침으로써, 연선 전체로서의 내충격성이나 굴곡 특성과 같은 기계적 특성을 단선의 경우보다도 향상시킬 수 있다.
본 발명의 구리합금 연선의 일 형태로서, 압축 가공되어 있는 형태를 들 수 있다.
연선 전체를 압축 가공하므로, 연선 형상의 안정성이 높아진다. 또한, 연선의 단면적에서 차지하는 공극률을 감소시킬 수 있다.
본 발명의 구리합금 연선의 일 형태로서, 구리합금 연선의 단면적은 0.03mm2 이상 0.5mm2 이하인 형태를 들 수 있다.
연선의 단면적이 0.03mm2 이상이므로, 단자 압착이 확실히 이루어지고, 연선의 단면적이 0.5mm2 이하이므로, 연선의 경량화를 도모할 수 있다.
상기 본 발명의 구리합금선이나 본 발명의 구리합금 연선은, 전선의 도체에 적합하게 이용할 수 있다. 예컨대, 본 발명의 피복 전선으로서, 도체의 외측에 절연 피복층을 구비하고, 이 도체가 상기 본 발명의 구리합금선 또는 본 발명의 구리합금 연선인 형태를 들 수 있다.
본 발명의 피복 전선은, 전술한 바와 같이 고강도·고도전율이고 신도도 우수한 본 발명의 구리합금선이나 구리합금 연선을 도체에 구비하므로, 고강도·고도전율이며, 신도도 우수하고, 우수한 내충격성이나 굴곡 특성을 갖는다.
상기 본 발명의 피복 전선은, 단자 부착 전선에 적합하게 이용할 수 있다. 예컨대, 본 발명의 단자 부착 전선으로서, 상기 본 발명의 피복 전선과, 이 피복 전선의 단부에 장착된 단자부를 구비하는 형태를 들 수 있다.
본 발명의 단자 부착 전선은, 전술한 바와 같이 고강도·고도전율이고 신도도 우수한 본 발명의 피복 전선을 구비하므로, 고강도·고도전율이며, 신도도 우수하고, 우수한 내충격성이나 굴곡 특성을 갖는다.
본 발명의 구리합금선, 구리합금 연선, 피복 전선, 및 단자 부착 전선은 고강도·고도전율이며, 신도도 우수하다.
이하, 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 한편, 원소의 함유량은 질량%를 나타낸다.
[구리합금선]
《조성》
본 발명의 구리합금선을 구성하는 구리합금은, 순Cu를 주성분(모재)으로 하고, Fe를 0.4%∼1.5%, Ti를 0.1%∼1.0% 함유한다.
Fe는, 0.4% 이상 함유하므로, 강도가 우수한 구리합금선이 얻어진다. Fe의 함유량은, 많을수록 구리합금선의 강도는 높아지지만, 한편으로 도전율이 저하되거나, 신선 가공 시 등에서 단선이 생기기 쉬워지기 때문에, 1.5% 이하로 한다. Fe의 함유량은, 0.45% 이상 1.3% 이하가 바람직하고, 0.5% 이상 1.1% 이하가 보다 바람직하다.
Ti는, Fe와 공존시킴으로써, 도전율 및 강도가 향상된다. Ti는, 0.1% 이상 함유하므로, 강도가 우수한 구리합금선이 얻어진다. Ti의 함유량은, 많을수록 구리합금선의 강도는 높아지지만, 한편으로 도전율이 저하되거나, 신선 가공 시 등에서 단선이 생기기 쉬워지기 때문에, 1.0% 이하로 한다. Ti의 함유량은, 0.1% 이상 0.7% 이하가 바람직하고, 0.1% 이상 0.5% 이하가 보다 바람직하다.
Fe와 Ti는, 화합물로 Cu에 석출되어 존재하므로, 본 발명의 구리합금선은 강도 및 도전율이 우수하다. 이 Fe와 Ti의 질량비(Fe/Ti)는, 0.5 이상으로 함으로써, Fe와 Ti의 화합물을 적절히 석출할 수 있어, 도전율이 향상된다. Fe/Ti는, Fe가 과잉이 되면 도전율이 저하되기 때문에, 5.5 이하로 한다. Fe/Ti는, 0.7 이상 5.3 이하가 바람직하고, 0.9 이상 5.1 이하가 보다 바람직하다.
Fe 및 Ti에 더하여, Mg, Sn, Ag, In, Sr, Zn, Ni, Al 및 P로부터 선택되는 1종 이상의 첨가 원소를 함유함으로써, 강도를 향상시킬 수 있다. Mg, Sn은 도전율의 저하가 적어, 강도를 향상시킬 수 있다. 다른 원소는 도전율의 저하가 크지만 강도의 향상 효과가 높다. 이들 첨가 원소는 1종이어도 되고 2종 이상을 조합하여 함유해도 되며, 합계 함유량이 0.01% 이상 0.5% 이하인 것이 바람직하다. 이들 원소의 합계 함유량이 0.5%를 초과하면, 구리합금선의 강도는 높아지지만, 도전율이 저하되거나, 신선 가공 시 등에서 단선이 생기기 쉬워진다. 이들 원소의 합계 함유량이 0.01% 미만이면, 각 원소를 첨가하는 것에 의한 강도의 향상 효과가 충분히 얻어지지 않는다.
각 원소의 바람직한 함유량으로서, Mg는 0.01% 이상 0.3% 이하가 바람직하고, 0.01% 이상 0.15% 이하가 보다 바람직하다. 그 밖에, Sn: 0.02% 이상 0.3% 이하, Ag: 0.002% 이상 0.15% 이하, In: 0.01% 이상 0.15% 이하, Sr: 0.005% 이상 0.08% 이하, Zn: 0.005% 이상 0.15% 이하, Ni: 0.005% 이상 0.15% 이하, Al: 0.005% 이상 0.15% 이하, P: 0.002% 이상 0.008% 이하를 들 수 있다. 예컨대, Sn과 Ag를 조합하여 함유하는 경우, 합계 함유량은 0.025% 이상 0.3% 이하인 것을 들 수 있다.
《기계적 특성》
본 발명의 구리합금선은, 고강도·고도전율이며, 인장 강도가 450MPa 이상, 도전율이 60% IACS 이상을 만족시키는 것이 바람직하다. 인장 강도 및 도전율은, 첨가 원소의 종류, 함유량, 제조 조건(신선 가공도, 열처리의 온도 등)에 의해 변화시킬 수 있다. 예컨대, 첨가 원소를 많게 하거나, 신선 가공도를 높이거나(선직경을 가늘게 하거나) 하면, 인장 강도가 높고, 도전율이 작아지는 경향이 있다. 인장 강도 및 도전율은, 높을수록 바람직하지만, 신도와 강도의 밸런스를 고려하면 인장 강도의 상한은 650MPa 정도이며, 첨가 원소의 석출에 의한 도전율의 증가의 한계를 고려하면 도전율의 상한은 80% IACS 정도이다.
본 발명의 구리합금선은, 신도도 우수하고, 신도가 5% 이상을 만족시키는 것이 바람직하다. 신도는, 신선 후에 특정 열처리를 실시하는 것에 의해 변화시킬 수 있다. 예컨대, 열처리로서 소둔을 행하여, 소둔 온도를 높게 하거나, 소둔 시간을 길게 하면, 신도가 높아지는 경향이 있다. 구체적인 소둔 조건은 후술한다. 신도는, 높을수록 내충격성이나 굴곡 특성이 우수하여 바람직하지만, 신도와 강도의 밸런스를 고려하면 신도의 상한은 20% 정도이다.
《선직경》
본 발명의 구리합금선은, 신선 가공 시의 가공도(단면 감소율)를 적절히 조정함으로써, 선직경을 변화시킬 수 있다. 예컨대, 자동차용 전선 도체에 이용하는 경우, 선직경이 0.3mm 미만인 극세선을 들 수 있다. 본 발명의 구리합금선은, 선직경이 0.3mm 미만과 같은 극세선이더라도, 상기 인장 강도, 도전율 및 신도가 우수하다.
《단면 형상》
본 발명의 구리합금선은, 신선 가공 시의 다이 형상에 따라 여러 가지의 횡단면 형상을 가질 수 있다. 횡단면이 원형상인 환선이 대표적이다. 그 밖에, 횡단면 형상은 타원형상, 직사각형이나 육각형과 같은 다각형상 등의 여러 가지의 형상을 들 수 있다. 상기 타원형상이나 다각형상과 같은 이(異)형상의 경우, 선직경은 횡단면에 있어서의 최대 길이(타원: 장직경, 직사각형이나 육각형: 대각선)로 한다.
[구리합금 연선]
상기 본 발명의 구리합금선은, 복수본을 꼬아 합친 연선(본 발명의 구리합금 연선)으로 하는 것에 의해, 내충격성이나 굴곡 특성이 더욱 우수한 도체가 얻어진다. 꼬아 합치는 본수는 특별히 문제삼지 않는다. 이 구리합금 연선을 압축 가공하여 압축 선재로 하면, 연선 형상의 안정성이 높아진다. 또한, 연선의 단면적에서 차지하는 공극률을 감소시켜, 꼬아 합친 상태보다도 선직경을 작게 할 수 있고, 연선의 경량화를 도모할 수 있다. 연선의 단면적은 0.03mm2 이상 0.5mm2 이하가 바람직하다.
[피복 전선]
상기 본 발명의 구리합금선이나 본 발명의 구리합금 연선은 전선의 도체에 이용할 수 있다. 도체의 외측에 절연 피복층을 구비하는 피복 전선으로서 사용할 수도 있다. 절연 피복층을 구성하는 절연 재료는, 예컨대 폴리염화바이닐(PVC)이나 논할로겐 수지, 난연성이 우수한 재료 등을 들 수 있다. 절연 피복층의 두께는 원하는 절연 강도를 고려하여 적절히 선택할 수 있고, 특별히 한정되지 않는다.
[단자 부착 전선]
상기 본 발명의 피복 전선은 단자 부착 전선에 적합하게 이용할 수 있다. 본 발명의 단자 부착 전선은, 대표적으로는, 본 발명의 피복 전선을 1본 이상 포함하는 전선을 구비하고, 각 전선의 단부에 단자부가 부착되어 있다. 상기 각 전선은 상기 단자부를 통해서 전기 기기 등의 접속 대상에 접속된다. 본 발명의 단자 부착 전선은, 전선마다 하나의 단자부가 각각 설치된 형태 외에, 복수의 전선이 하나의 단자부에 합쳐져 부착된 전선군을 포함하는 형태여도 된다. 상기 단자부의 형상은 수형, 암형 등을 들 수 있고, 이 단자부와 피복 전선의 도체의 접속은 도체를 압착하는 압착형이나, 용융된 도체가 접속되는 용융형 등을 들 수 있으며, 특별히 한정되지 않는다. 단자 부착 전선에 구비하는 복수의 전선은 결속구(具) 등에 의해 한 꾸러미로 묶으면, 취급성이 우수하다.
[제조 방법]
본 발명의 구리합금선은, 대표적으로는 이하의 제조 방법에 의해 제조할 수 있다. 이 제조 방법은 도체에 이용되는 구리합금선의 제조 방법으로서, 이하의 연속 주조 공정, 용체화 공정, 신선 공정, 열처리 공정을 구비한다.
연속 주조 공정: 상기 특정 조성으로 이루어지는 구리합금의 용탕을 연속 주조하여 주조재를 제작하는 공정.
용체화 공정: 상기 주조재에 용체화 처리를 실시하여, 고용 선재를 제작하는 공정.
신선 공정: 상기 고용 선재에 신선 가공을 실시하여, 신선재를 제작하는 공정.
열처리 공정: 상기 신선재에 후술하는 특정 열처리를 실시하는 공정.
《연속 주조 공정》
우선, 상기 특정 조성의 구리합금으로 이루어지는 주조재를 제작한다. 주조재의 제작에는, 연속 주조를 적합하게 이용할 수 있다. 주조재로서, 첨가 원소가 Cu 중에 충분히 고용된 과포화 고용 상태의 고용 소재를 형성하기 위한 일 형태로서, 이 연속 주조 공정에서 급냉하는 것을 들 수 있다. 주조 시의 냉각 속도는, 적절히 선택할 수 있지만, 5℃/sec 이상이 바람직하다. 예컨대, 수냉 구리 주형이나 강제 수냉 기구 등을 갖는 연속 주조 장치를 이용하면, 전술한 바와 같은 냉각 속도에 의한 급냉을 용이하게 할 수 있다. 연속 주조는, 벨트 앤드 휠법 등의 가동 주형을 이용하는 형태나 프레임 형상의 고정 주형을 이용하는 형태를 들 수 있다.
상기 연속 주조에 의해 얻어진 주조재에, 주조에 이어서 스웨이징 가공이나 압연 가공 등의 소성 가공을 실시한다. 이 소성 가공은, 가공 온도를 150℃ 이하, 가공도를 50% 이상 90% 이하로 하는 것이 바람직하다.
《용체화 공정》
상기 고용 소재를 형성하기 위한 일 형태로서, 상기 연속 주조 공정에 의해 얻어진 주조재(전술한 급냉한 것이어도, 급냉한 것이 아니어도 됨)나, 소성 가공이 실시된 선재에 용체화 처리를 실시하여, 고용 선재를 제작하는 것을 들 수 있다. 이 용체화 처리는, 가열 온도를 850℃ 이상 950℃ 이하, 유지 시간을 5분 이상 3시간 이하, 냉각 속도를 10℃/sec 이상으로 하는 것이 바람직하다.
《신선 공정》
상기 연속 주조 공정에서 급냉한 고용 소재, 또는 용체화 처리를 실시한 고용 선재에 신선 가공을 실시하여, 최종 선직경의 신선재를 제작한다. 신선 가공(대표적으로는 냉간)은 최종 선직경이 될 때까지 복수 패스에 걸쳐 행한다. 각 패스의 가공도는 조성, 최종 선직경 등을 고려하여 적절히 조정하면 된다.
《열처리 공정》
최종 선직경까지 신선 가공이 실시된 신선재에 특정 열처리를 실시하여, 과포화 고용 상태로부터 Fe와 Ti의 화합물을 석출시킨다. 열처리는, 열처리 온도를 350℃ 이상 550℃ 이하, 유지 시간을 30분 이상으로 함으로써, 석출물을 충분히 석출시킬 수 있다. 원하는 특성에 따라, 열처리 온도를 선택하면 된다. 열처리 온도는 400℃ 이상 500℃ 이하, 유지 시간은 30분 이상 40시간 이하가 보다 바람직하다. 열처리의 유지 시간은 길수록, 석출물을 보다 많이 석출할 수 있기 때문에, 도전율을 향상시킬 수 있는 경우가 있다. 이 열처리는, 신선 가공 전에 행하면, 열처리에 의해서 석출된 석출물이 기점이 되어, 신선 시에 선재가 단선될 우려가 있기 때문에, 신선 가공을 실시한 후에 행하는 것이 바람직하다. 신선 가공을 실시한 신선재에 열처리를 행함으로써, 신선 가공에 의한 변형을 제거하여, 신도를 향상시킬 수 있다.
상기 열처리 공정에 의해, 상기 특정 조성으로 이루어지고, 도전율이 60% IACS 이상, 인장 강도가 450MPa 이상, 신도가 5% 이상을 만족시키는 본 발명의 구리합금선이 얻어진다.
《꼬아 합침 공정》
상기 본 발명의 구리합금선을 복수본 꼬아 합침으로써, 본 발명의 구리합금 연선을 제조할 수 있다. 이 구리합금 연선을 압축 가공하여 압축 선재로 해도 된다. 선재를 복수본 꼬아 합친 연선 구조로 하는 경우, 상기 열처리 공정을 연선에 대하여 행함으로써, 연선의 꼬임이 되돌아가기 어려워지기 때문에 바람직하다. 구체적으로는, 신선 공정에서 최종 선직경까지 신선 가공이 실시된 신선재를 복수본 꼬아 합쳐서 연선으로 하고, 이 연선에 상기 열처리를 실시한다. 상기 열처리를 실시한 구리합금선을 복수본 꼬아 합쳐도 되고, 꼬아 합친 후에 추가로 열처리를 실시해도 된다.
《피복 공정》
상기 본 발명의 구리합금선 또는 본 발명의 구리합금 연선의 외주에, 전술한 절연 재료로 이루어지는 절연 피복층을 형성함으로써, 본 발명의 피복 전선을 제조할 수 있다. 절연 피복층의 형성 방법은 압출 피복이나 분체 도장에 의한 피복을 들 수 있다.
《단자의 부착 공정》
상기 본 발명의 피복 전선의 단부에 단자부를 장착하고, 대표적으로는, 단자 부착 피복 전선을 복수본 묶음으로써, 본 발명의 단자 부착 전선을 제조할 수 있다. 도체와 단자부는 피복 전선의 절연 피복층의 일부를 벗겨 도체를 노출시켜서 압착하는 것을 들 수 있다.
[시험예]
구리합금선을 제조하여, 구리합금선의 기계적 특성을 조사했다.
구리합금선은 이하와 같이 제조했다. 순도 99.99% 이상의 전기 구리와 각 첨가 원소 함유의 모합금을 준비하고, 고순도 카본제 도가니에 투입하여 연속 주조 장치 내에서 진공 용해시켜, 표 1에 나타내는 조성의 혼합 용탕을 제작했다. 얻어진 혼합 용탕과 고순도 카본제 주형을 이용하여 연속 주조에 의해, 선직경 φ16mm의 단면 원형상의 주조재를 제작했다. 얻어진 주조재를 선직경 φ12mm까지 스웨이징 가공(가공 온도: 실온, 가공도: 25%)한 후, 950℃×1h의 용체화 처리를 실시하여 고용 선재를 제작했다. 그 후, 상기 고용 선재를 선직경 φ0.16mm까지 신선 가공을 실시해 신선재를 제작하여, 표 2에 나타내는 열처리(소둔)를 행했다.
Figure pct00001
얻어진 구리합금선에 대하여, 인장 강도(MPa), 도전율(% IACS), 신도(파단 신도(%))를 조사했다. 인장 강도(MPa) 및 신도(%, 파단 신도)는 JIS Z 2241(금속 재료 인장 시험 방법, 1998)에 준거하여, 범용의 인장 시험기를 이용해서 측정했다. 도전율(% IACS)은 브릿지법에 의해 측정했다. 그 결과를 표 2에 나타낸다.
Figure pct00002
표 1 및 표 2에 나타내는 바와 같이, 특정 조성의 구리합금으로 이루어지고, 신선 후에 특정 열처리(소둔)를 행한 시료 No. 1-2, 2∼7, 8-2, 9-2, 10-2, 11-2, 12∼14는, 인장 강도가 450MPa 이상, 도전율이 60% IACS 이상, 신도가 5% 이상이며, 고강도·고도전율인 데다가, 신도도 우수하다. 표 1의 시료 No. 1, 8∼11에 대하여, 표 2에 나타내는 바와 같이 열처리의 전후를 비교하면, 열처리 전에 비하여 특정 열처리(소둔)를 행하면, 인장 강도는 저하되지만, 신도가 향상된다. 인장 강도는 저하되더라도, 내충격성이나 굴곡 특성이 요구되는 전선의 도체 소재에 적합하게 이용할 수 있는 강도는 갖는다. 즉, 구리합금이 특정 조성이므로, 열처리를 실시하더라도 고강도를 유지할 수 있고, 고강도·고도전율을 가지면서 신도도 우수하다.
한편, 본 발명은 전술한 실시의 형태에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 적절히 변경하는 것이 가능하다. 예컨대, 구리합금의 조성, 구리합금선의 선직경, 용체화 처리나 열처리 조건 등을 특정 범위에서 변경해도 좋다.
본 발명의 구리합금선 및 본 발명의 구리합금 연선은, 경량이고, 고강도·고도전율을 갖는 데다가, 내충격성이나 굴곡 특성도 우수할 것이 요망되는 용도, 예컨대 자동차나 비행기 등의 반송 기기, 산업용 로봇 등의 제어 기기와 같은 각종 전기 기기의 배책 구조에 이용되는 전선의 도체에 적합하게 이용할 수 있다. 본 발명의 피복 전선 및 본 발명의 단자 부착 전선은, 경량화가 요망되고 있는 여러 가지 분야의 전기 기기, 특히 연비의 향상을 위해서 더한층의 경량화가 요망되고 있는 자동차의 배책 구조에 적합하게 이용할 수 있다.

Claims (11)

  1. 도체에 이용되는 구리합금선으로서,
    Fe를 0.4질량% 이상 1.5질량% 이하, Ti를 0.1질량% 이상 1.0질량% 이하 함유하고, 잔부가 Cu 및 불순물로 이루어지는 구리합금선.
  2. 제 1 항에 있어서,
    추가로, Mg, Sn, Ag, In, Sr, Zn, Ni, Al 및 P로부터 선택되는 1종 이상의 첨가 원소를 합계로 0.01질량% 이상 0.5질량% 이하 함유하는 구리합금선.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    Fe/Ti(질량비)가 0.5 이상 5.5 이하인 구리합금선.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    신도가 5% 이상인 구리합금선.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    도전율이 60% IACS 이상, 인장 강도가 450MPa 이상인 구리합금선.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    선직경이 0.3mm 미만인 구리합금선.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 기재된 구리합금선을 복수본 꼬아 합쳐서 이루어지는 구리합금 연선.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 구리합금 연선은 압축 가공되어 있는 구리합금 연선.
  9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
    상기 구리합금 연선의 단면적은 0.03mm2 이상 0.5mm2 이하인 구리합금 연선.
  10. 도체의 외측에 절연 피복층을 구비하는 피복 전선으로서,
    상기 도체가, 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 기재된 구리합금선 또는 제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 기재된 구리합금 연선인 피복 전선.
  11. 제 10 항에 기재된 피복 전선과, 이 피복 전선의 단부에 장착된 단자부를 구비하는 단자 부착 전선.
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