MX2014015451A - Alambre de aleacion de cobre y metodo de fabricacion de alambre de aleacion de cobre. - Google Patents

Abstract

Este alambre de aleación de cobre consiste de una aleación de cobre de tipo de fortalecimiento por precipitación que contiene Co, P, y Sn, donde un tamaño de grano promedio de precipitados observado a través de la observación de estructura de sección transversal inmediatamente después de realizar un tratamiento térmico de envejecimiento es igual a o menor que 15 nm y un número de precipitados que tienen tamaños de grano iguales o menores que 5 nm es 10% o mayor de un número total de precipitados observados, y el alambre de aleación de cobre es sometido a trabajo en frío y un tratamiento térmico de envejecimiento final después del tratamiento térmico de envejecimiento intermedio.

Description

ALAMBRE DE ALEACIÓN DE COBRE Y MÉTODO DE FABRICACIÓN DE ALAMBRE DE ALEACIÓN DE COBRE CAMPO TÉCNICO La presente invención se relaciona a un alambre de aleación de cobre usado en, por ejemplo, cableado de un vehículo o un dispositivo, y un método para fabricación de un alambre de aleación de cobre.

TÉCNICA PREVIA Hasta ahora, por ejemplo, como se describe en los Documentos de Patente 1 y 2, como un cable eléctrico para cableado de un vehículo y cableado de un dispositivo, se proporciona un cable eléctrico conductor el cual se fabrica al trenzar una pluralidad de alambres de cobre juntos y es cubierto con una cubierta de aislamiento. Además, a fin de formar eficientemente el cableado y similar, se proporciona un mazo de cables fabricado al enlazar una pluralidad de cables eléctricos juntos.

En años recientes, desde el punto de vista de protección ambiental, a fin de reducir la cantidad de dióxido de carbono emitido de los vehículos, se ha exigido fuertemente una reducción en el peso del cuerpo del vehículo. Por otra parte, debido al progreso de componentes electrónicos para automóviles y el progreso del desarrollo de vehículos híbridos y vehículos eléctricos, el número de componentes de un sistema eléctrico usados en un vehículo ha incrementado a un ritmo acelerado. De manera acorde, se espera un incremento adicional en la cantidad de mazos de cables usados para conectar tales componentes y se requiere una reducción en el peso de mazos de cables.

Aquí, como un método para reducir el peso de un mazo de cables, se consigue una reducción en los diámetros del cable eléctrico y del alambre de cobre. Además, debido a la reducción en ios diámetros del cable eléctrico conductor y el alambre de cobre, también se logra una reducción en el tamaño del mazo de cables así como una reducción de peso, y por consiguiente existe una ventaja en que un espacio de alambrado puede usarse efectivamente.

Hasta ahora, se usa principalmente como el alambre de cobre anteriormente descrito un alambre fabricado de cobre electrolítico, y se usa un alambre de cobre recocido el cual es sometido a tratamiento térmico a una alta temperatura para el propósito de absorber impactos debido a vibración durante el ensamble del mazo de alambre o después del acoplamiento del mismo a un vehículo. El alambre de cobre recocido es suave, y tiene una alta elongación, y por consiguiente se pueden absorber los impactos desde el exterior. Por otra parte, el alambre de cobre recocido es extremadamente vulnerable a una carga de tensión aplicada instantáneamente y alcanza fácilmente una región de deformación plástica sobre una región de deformación elástica. Como resultado, cuando se aplica una carga más pesada, el alambre de cobre recocido se rompe. Esto es, el alambre de cobre fabricado de cobre electrolítico tiene elongación suficiente pero tiene fuerza insuficiente.

Con respecto al alambre de cobre fabricado de cobre electrolítico, la fuerza no puede asegurarse de manera suficiente, y no puede lograrse una reducción en peso y tamaño causada por una reducción en diámetro.

De manera acorde, mientras un alambre de cobre que tiene fuerza mejorada, por ejemplo, como se describe en los Documentos de Patente 3 y 4, se proporciona un alambre de aleación de cobre fabricado de cobre que contiene Sn el cual usualmente contiene 0.2% en masa a 2.5% en masa de Sn.

El cobre que contiene Sn es una aleación de cobre de tipo de fortalecimiento o endurecimiento de solución sólida en el cual se mejora una fuerza del mismo mediante tratamiento termico de formación de solución solida homogénea o solucionización de Sn en la matriz de cobre y por consiguiente tiene fuerza mejorada suficientemente comparada al anteriormente mencionado cobre electrolítico.

DOCUMENTOS DE TÉCNICA PREVIA Documentos de Patente Documento de Patente 1: Solicitud de Patente No examinada Japonesa, Primera Publicación No.2008-016284 Documento de Patente 2: Solicitud de Patente No examinada Japonesa, Primera Publicación No. H06-150732 Documento de Patente 3: Solicitud de Patente No examinada Japonesa, Primera Publicación No.2008-027640 Documento de Patente 4: Publicación de Patente Japonesa (Otorgada) No.2709178 DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Problemas a Resolverse por la Invención Sin embargo, en la aleación de cobre de tipo de fortalecimiento de solución solida tal como el cobre que contiene Sn y similar, la elongación es insuficiente aunque la fuerza sea alta en un estado de formarse por trabajo en frió, y ocurre fácilmente volteado de cable o entrelazamiento de alambre durante el ensamblado de mazos de alambre y la manejabilidad es pobre. Como un metodo de mejorar la elongación del cobre que contiene Sn, se considera recuperar la estructura mediante un tratamiento térmico. Sin embargo, cuando la temperatura de tratamiento térmico del cobre que contiene Sn alcanza el punto de suavización, la resistencia a la tensión y elongación cambian rápidamente, y por consiguiente es difícil de controlar la resistencia a la tensión y elongación al ajustar condiciones de tratamiento térmico.

Por consiguiente, incluso en el caso donde se usa el cobre que contiene Sn, no es posible satisfacer ambas la elongación y fuerza y no se puede conseguir una reducción en el diámetro del alambre de cobre.

La presente invención se ha fabricado al tomar las circunstancias precedentes en consideración, y un objeto de la misma es proporcionar un alambre de aleación de cobre el cual sea excelente en fuerza y elongación y pueda lograr una reducción en el diámetro de un mazo de alambres, y el método de fabricar un alambre de aleación de cobre.

Medios para Resolver ios Problemas A fin de resolver los problemas anteriormente descritos, un alambre de aleación de cobre de conformidad con la invención consiste de una aleación de cobre de tipo de fortalecimiento por precipitación que contiene Co, P, y Sn, donde un tamaño de grano promedio de precipitados es observado mediante observación de estructura de sección transversal inmediatamente después de realizar un tratamiento térmico de envejecimiento intermedio es igual o menor que 15 nm y un número de precipitados que tienen tamaños de grano iguales o menores que 5 nm es 10% o mayor de un número total de precipitados observados, y el alambre de aleación de cobre es sometido a trabajo en frió y un tratamiento térmico de envejecimiento final después del tratamiento térmico de envejecimiento intermedio.

El alambre de aleación de cobre de acuerdo a la presente invención descrito anteriormente consiste de una aleación de cobre de tipo de fortalecimiento por precipitación que contiene Co, P, y Sn, el tamaño de grano promedio de los precipitados observados a través de la observación de estructura en sección trasversal inmediatamente después de realizar el tratamiento térmico de envejecimiento intermedio es igual o menor que 15 nm, y el número de precipitados que tienen tamaños de grano iguales o menores que 5 nm es 10% o mayor que el número total de precipitados observados; y por consiguiente, una gran cantidad de precipitados que consisten de compuestos que contienen Co y P y tienen tamaños de grano pequeños son dispersos en la fase de matriz de cobre. Aquí, cuando el trabajo en frió es realizado después del tratamiento térmico de envejecimiento intermedio, se generan dislocaciones, y se forman anillos de dislocación en partes de los precipitados que tienen pequeños tamaños de grano. Además, los precipitados que tienen tamaños de grano pequeños son compartidos y divididos por las dislocaciones y por consiguiente los precipitados reciben de nuevo tratamiento térmico para formar solución solida homogénea o son resolucionizados en la fase de matriz de cobre.

Entonces, cuando este alambre de aleación de cobre es sometido a un tratamiento térmico de envejecimiento final, los precipitados que consisten de compuestos que contienen Co y P los cuales son resolucionizados son re precipitados en los anillos de dislocación como los sitios de precipitación. Como un resultado, la conductividad electrica es mejorada y la fuerza también es mejorada mediante fortalecimiento por precipitación. Además, debido a este tratamiento térmico, las dislocaciones son liberadas y por consiguiente se recupera la elongación. Por consiguiente, puede obtenerse el alambre de aleación de cobre el cual es excelente en fuerza y elongación.

Además, el tratamiento térmico de envejecimiento final después el trabajo en frió puede realizarse en un alambre de aleación de cobre o puede realizarse después de trenzar una pluralidad de alambres de aleación de cobres juntos.

Aquí, es preferible que una composición de la aleación de cobre de tipo de fortalecimiento por precipitación incluya: 0.12% en masa o mayor hasta 0.40% en masa o menor de Co; 0.040% en masa o mayor hasta 0.16% masa o menor de P; y 0.005% en masa o mayor hasta 0.70% en masa o menor de Sn, con el resto de Cu e impurezas inevitables.

En el alambre de aleación de cobre que tiene la composición anteriormente descrita, los precipitados que consisten de compuestos que contienen Co y P son dispersados en la fase de matriz de cobre; y por consiguiente, es posible conseguir el mejoramiento de fuerza y conductividad eléctrica.

Además, en el caso donde el contenido de Co y el contenido de P son menores que el límite interior, el número de precipitados es insuficiente, y por consiguiente la fuerza no puede mejorarse de manera suficiente. Por el contrario, en el caso donde el contenido de Co y el contenido de P son mayores que el límite superior, están presentes un gran número de elementos que no contribuyen al mejoramiento de la fuerza, y existe la preocupación de que puede causarse una reducción en la conductividad electrica y similares, por consiguiente, es preferible que el contenido de Co y el contenido de P se ajuste para estar dentro de los rangos anteriormente descritos.

Además, el Sn es un elemento que tiene una acción de ser solucionizados en la fase de matriz de cobre y por consiguiente mejorar la fuerza. Además, el Sn también tiene un efecto de acelerar la precipitación de los precipitados que contienen principalmente Co y P, y el Sn puede mejorar la resistencia térmica y resistencia a la corrosión. A fin de lograr de manera fiable estos efectos, el contenido de Sn necesita ser igual o mayor que 0.005% en masa. Además, en el caso donde una cantidad excesiva de Sn sea añadido, se causa una reducción en conductividad eléctrica. Por consiguiente, es preferible que el contenido de Sn sea igual o menor que 0.70% en masa.

Además, es preferible que la aleación de cobre de tipo de fortalecimiento por precipitación además incluya: 0.01% en masa o mayor hasta 0.15% en masa o menor de Ni.

El alambre de aleación de cobre que tiene la composición anteriormente descrita contiene Ni en un contenido en el rango anteriormente descrito y por consiguiente el engrasamiento de los granos puede suprimirse; y por consiguiente, la fuerza puede ser mejorada adicionalmente.

Además, es preferible que la aleación de cobre de tipo de fortalecimiento por precipitación además incluya uno o más seleccionados de 0.002% en masa o mayor hasta 0.5% en masa o menor de Zn, 0.002% en masa o mayor hasta 0.25% en masa o menor de Mg, 0.002% en masa o mayor hasta 0.25% en masa o menor de Ag, y 0.001% en masa o mayor hasta 0.1% en masa o menor de Zr.

El alambre de aleación de cobre que tiene la composición anteriormente descrita contiene uno o mayor hasta Zn, Mg, Ag, y Zr en contenidos en los rangos descritos anteriormente. De manera acorde, tales elementos forman compuestos con sulfuro (S); y por consiguiente, es posible suprimir el sulfuro (S) de la solucionización en la fase de matriz de cobre. Como un resultado, es posible suprimir la deterioración de las propiedades mecánicas tales como fuerza y similares.

Además, es preferible que el alambre de aleación de cobre de la presente invención tenga una fuerza de resistencia a la tensión de 450 MPa o mayor y una elongación de 5% o mayor.

En el alambre de aleación de cobre que tiene la característica anteriormente descrita, la fuerza de resistencia a la tensión y elongación son aseguradas; y por consiguiente, es posible conseguir una reducción en el grosor de un mazo de cables.

Un metodo de fabricación de alambre de aleación de cobre de la presente invención es un método para fabricación de un alambre de aleación de cobre que consiste de una aleación de cobre de tipo de fortalecimiento por precipitación que contiene Co, P, y Sn,y el método incluye: un proceso de tratamiento térmico de envejecimiento intermedio; un proceso de trabajo en frió realizado después del proceso de tratamiento térmico de envejecimiento intermedio; y un proceso de tratamiento térmico de envejecimiento final realizado después del proceso de trabajo en frió, donde un tamaño de grano promedio de los precipitados observados a través de la observación de estructura en sección transversal inmediatamente despues de realizar el realizado después del proceso de trabajo en frío, donde un tamaño de grano promedio de los precipitados observados a través de la observación de estructura en sección transversal inmediatamente después de realizar el proceso de tratamiento térmico de envejecimiento intermedio se fabrica para ser igual o menor que 15 nm y un número de precipitados que tienen tamaños de grano iguales o menores que 5 nm se fabrican para ser 10% o mayor que un número total de precipitados observados.

El método de fabricación de alambre de aleación de cobre de acuerdo a la presente invención descrito anteriormente incluye: el proceso de tratamiento térmico de envejecimiento intermedio; el proceso de trabajo en frió realizado después del proceso de tratamiento térmico de envejecimiento; y el proceso de tratamiento térmico de envejecimiento final realizado después del proceso de trabajo en frío, y el tamaño de grano promedio de los precipitados observados a través de la observación de estructura en sección trasversal inmediatamente después de realizar y el tamaño de grano promedio de los precipitados observados a través de la observación de estructura en sección trasversal inmediatamente después de realizar el proceso de tratamiento térmico de envejecimiento intermedio se hace para * ser igual o menor que 15 nm y el número de precipitados que tienen tamaños de grano iguales o menores que 5 nm se hace para ser 10% o mayor que el número total de precipitados observados; y por consiguiente, los precipitados pueden resolucionizarse en el proceso de trabajo en frío. Como un resultado, al realizar el tratamiento térmico de envejecimiento final en el alambre de aleación de cobre, los precipitados pueden dispersarse uniformemente, y por consiguiente el alambre de aleación de cobre el cual es excelente en fuerza y elongación pu4ede fabricarse.

Además, despues del proceso de trabajo en frío, un proceso de trabajado de trenzado de alambre de trenzar una pluralidad de alambres de aleación de cobre juntos puede incluirse.

Además, el proceso de tratamiento térmico de envejecimiento final después del proceso de trabajo en frío puede realizarse en un único alambre y puede realizarse también después del proceso de trabajado de trenzado de alambre.

Efectos de la invención, es posible proporcionar un alambre de aleación de cobre el cual es excelente en fuerza y elongación y por consiguiente puede conseguir una reducción en el diámetro de un mazo de alambre, un método de fabricación de un alambre de aleación de cobre.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La FIG. 1 es una vista explicativa en sección transversal de un cable eléctrico de aislamiento en el cual se usa un alambre de aleación de cobre de una modalidad de la presente invención.

La FIG. 2 es un flujograma de un método para fabricación del alambre de aleación de cobre de la modalidad de la presente invención y un método para fabricación de un cable eléctrico conductor.

La FIG. 3 es una vista explicativa esquemática de una instalación de fundición y laminado continua usada en el método para fabricación del alambre de aleación de cobre de la modalidad de la presente invención y el método para fabricar un cable eléctrico conductor.

La FIG. 4 es una vista explicativa en sección transversal de un cable electrico de aislamiento en el cual se usa un alambre de aleación de cobre de otra modalidad de la presente invención.

MODALIDADES PARA LLEVAR ACABO LA INVENCIÓN De aquí en adelante, se describirá un alambre de aleación de cobre de acuerdo a una modalidad de la presente invención y un método para fabricación de un alambre de aleación de cobre con referencia a los dibujos acompañantes.

Un alambre de aleación de cobre 1 de esta modalidad es usado como un alambre de elemento de un cable eléctrico de aislamiento 5 incluido en un mazo de alambre. La FIG 1 ilustra un ejemplo de cable eléctrico de aislamiento en el cual se usa el alambre de aleación de cobre 1 de la modalidad de la presente invención.

El cable eléctrico de aislamiento 5 incluye: un cable eléctrico conductor 6 fabricado al trenzar una pluralidad de alambres de aleación de cobre 1 (en la FIG. 1, siete alambres) juntos; y una cubierta aislante 7 la cual cubre la circunferencia exterior del cable eléctrico conductor 6.

Es preferible que el alambre de aleación de cobre 1 de esta modalidad el cual está incluido en el cable eléctrico conductor 6 anteriormente mencionado consista de una aleación de alambre que tiene una composición que contiene: 0.12% en masa o mayor hasta 0.40% en masa o menor de Co; 0.040% en masa o mayor hasta 0.16% en masa o menor de P; y 0.005% en masa o mayor hasta 0.70% en masa o menor de Sn, con el resto de Cu e impurezas inevitables.

Además, la aleación de cobre puede incluir además 0.01% en masa o mayor hasta 0.15% en masa o menor de Ni. Además, la aleación de ibre puede incluir además uno o más seleccionados de 0.002% en masa o m ayor hasta 0.5% en masa o menor de Zn, 0.002% en masa o mayor hasta 0.25% en masa o menor de Mg, 0.002% en masa o mayor hasta 0.25% en masa o menor de Ag, y 0.001% en masa o mayor hasta 0.1% en masa o menor de Zr.

De aquí en adelante, se describirá la razón por la cual el contenido de cada uno de los elementos se establece para encontrarse en el ralngo anteriormente descrito.

(Co y P) El Co y el P son elementos que forman precipitados los cuales són dispersados en la fase de matriz de cobre.

Aquí, en el caso donde un contenido de Co es menor que 0.12% en masa y un contenido de P es menor que 0.04% en masa, el número de precipitados es insuficiente y existe la preocupación de que la fuerza puede no mejorarse lo suficiente. Por el contrario, en el caso donde el contenido de Co es mayor que 0.40% en masa y el contenido de P es mayor que 0.16% en masa, un gran número de elementos que no contribuyen al mejoramiento de la fuerza están presentes, y existe preocupación de que pueda causarse una reducción en la conductividad electrica o similar.

Por consiguiente, el contenido de Co se establece a estar en el rango de 0.12% en masa o mayor hasta 0.40% en masa o menor y el contenido de P se establece a estar en el rango de 0.040% en masa o mayor hasta 0.16% en masa o menor.

(Sn) El Sn es un elemento que tiene una acción de mejoramiento de fuerza al solucionizarse en la fase de matriz de cobre. Además, el Sn también tiene un efecto de acelerar la precipitación de precipitados que contienen principalmente Co y P y también tiene una acción de mejorar la resistencia térmica y resistencia a la corrosión.

Aquí, en el caso donde un contenido de Sn es menor que 0.005% en masa, existe la preocupación de que el efecto anteriormente descrito no puede conseguirse confiablemente. Por el contrario, en el caso donde el contenido de Sn es mayor que 0.70% en masa, existe una preocupación de que la conductividad eléctrica no pueda asegurarse.

Por consiguiente, el contenido de Sn se establece a estar en el rango de 0.005% en masa o mayor hasta 0.70% en masa o menor.

(Ni) El Ni puede reemplazar una porción de Co, y Ni es un elemento que tiene un efecto de suprimir el engrasamiento de los granos.

Aquí, en el caso donde un contenido de Ni es menor que 0.01% en masa, existe la preocupación de que el efecto descrito anteriormente puede no conseguirse de manera fiable. Por el contrario, en el caso donde el contenido de Ni es mayor que 0.15% en masa, existe una preocupación de que la conductividad eléctrica puede no asegurarse.

Por consiguiente, en el caso donde el Ni es contenido, es preferible que el contenido de Ni este en un rango de 0.01% en masa o mayor hasta 0.15% en masa o menor.

(Zn, Mg, Ag, y Zr) El Zn, Mg, Ag, y Zr son elementos que producen compuestos con sulfuro (S) y que tienen un efecto de suprimir el sulfuro (S) de solucionizarse en la fase de matriz de cobre.

Aquí, en el caso donde los contenidos de los elementos Zn, Mg, Ag, y Zr son menores que los limites inferiores descritos anteriormente, el efecto de suprimir el sulfuro (S) de solucionizarse en la fase de matriz de cobre no puede lograrse suficientemente. Por el contrario, en el caso donde los contenidos de los elementos Zn, Mg, Ag, y Zr son mayores que los límites superiores descritos anteriormente existe la preocupación de que la conductividad electrica no pueda asegurarse.

Por consiguiente, en el caso donde los elementos Zn, Mg, Ag, y Zr son contenidos, es preferible que los contenidos de los elementos se encuentren en los rangos anteriormente descritos.

Aquí, en el alambre de aleación de cobre 1 de esta modalidad, el tamaño de grano promedio de precipitados observados a través de la observación de estructura de sección transversal inmediatamente después de realizar un tratamiento térmico de envejecimiento S03 es igual a o menor que 15 nm, el número de precipitados que tienen tamaños de grano igual o menor que 5 nm es 10% o mayor del número total de precipitados observados, y el trabajo en frió (segundo proceso de trabajo en frío S04) es realizado después del proceso de tratamiento térmico de envejecimiento intermedio S03 y un tratamiento térmico de envejecimiento final (proceso de tratamiento térmico de envejecimiento final S06) es realizado adicionalmente para fabricar el alambre de aleación de cobre 1.

Aquí, los precipitados fueron observados de la siguiente forma. Uos precipitados fueron observados por un microscopio de electrones de transmisión en amplificaciones de 150,000 y 750,000, y el área de los precipitados correspondientes fue calculada y un diámetro de círculo equivalente fue calculado como un tamaño de grano. Además, los precipitados que tenían tamaños de grano de 11 nm a 100 nm fueron medidos en una ampliación de 150,000, y los precipitados que tienen tamaños de grano de 1 nm a 10 nm fueron medidos en una ampliación de 750,000. Durante la observación en la ampliación de 750,000, los precipitados que tenían tamaños de grano menores que 1 nm no podrían determinarse claramente, y por consiguiente el número total de precipitados observados se volvió el número de precipitados que tienen tamaños de grano iguales o mayores que 1 nm. Además, la observación de la transición de microscopio de electrones de transmisión fue realizada en un área de campo visual de alrededor de 4x105 nm2 en el caso de la ampliación de 150,000 y la observación fue realizada en un área de campo visual de alrededor de 2x104 nm2 en el caso de la ampliación de 750,000.

A continuación, se describirán un método para fabricación del anteriormente descrito alambre de aleación de cobre 1 y un método para fabricación del cable eléctrico conductor 6. La FIG. 2 ilustra un diagrama de flujo del método para fabricación del alambre de aleación de cobre 1 de la modalidad de la presente invención y el método para fabricación del cable eléctrico conductor 6.

Primero, un alambran de cobre 50 que consiste de la aleación de cobre descrita anteriormente es producido continuamente de acuerdo al método de fundición y laminado continuo (proceso de fundición y laminadó S01). En el proceso de fundición y laminado continuo S01, por ejemplo, se usa una instalación de fundición y laminado continuo ilustrada en la FIG.3.

La instalación de fundición y laminado ilustrada en la FIG. 3 incluye un horno de fundición A, que sostiene un horno B, un canal o canaleta de colada C, una máquina de fundición continua de tipo rueda de correa D, un dispositivo de laminado continuo E, y una bobinadora F.

En esta modalidad, se usa como el horno de fundición A, un horno de eje el cual incluye un cuerpo de horno cilindrico. Una pluralidad de quemadores (no ilustrados) son dispuestos en la dirección circunferencial en la parte inferior del cuerpo de horno y los quemadores son dispuestos en una forma de múltiple etapa en la dirección vertical. Además, el cátodo de cobre electrolítico el cual es una materia prima es insertado desde la parte superior del cuerpo de horno y es derretido por la combustión de los quemadores; y por consiguiente, se produce continuamente cobre fundido.

El horno de sostenimiento B almacena temporalmente el cobre producido en el horno de fundición A mientras se mantiene en una temperatura predeterminada y el horno de sostenimiento B envía una cantidad constante de cobre fundido al canal de colada C.

El canal de colada C envía el cobre fundido enviado desde el horno de sostenimiento B a una artesa de colada 11 dispuesta sobre la máquina de fundición continua de tipo rueda de correa D. El canal de colada C es sellado por, por ejemplo, un gas inerte tal como Ar un gas de reducción. Además, se proporciona en el canal de colada C, un aparato de desgasificación (no ilustrado) para agitar el cobre fundido al usar un gas inerte para eliminar el oxígeno y similar en el cobre fundido.

La artesa de colada 11 es un tanque de almacenamiento proporcionado para suplir continuamente el cobre fundido a la máquina de fundición continua de tipo rueda de correa D. En el lado de extremo de la artesa de colada 11 en la dirección de flujo del cobre derretido, una boquilla de vaciado 12 es dispuesta de modo que el cobre derretido en la artesa de colada 11 es suministrado a la máquina de fundición continua de tipo rueda de correa D mediante la boquilla de vaciado 12.

Aquí, en esta modalidad, se proporciona un aparato de adición de elemento de aleación (no ilustrado) en el canal de colada C y la artesa de colada 11 para añadir los elementos anteriormente mencionados (Co, P, y Sn) al cobre fundido.

La máquina de fundición continua de tipo rueda de correa D incluye: una rueda de moldeo 13 que tiene una ranura formada en la superficie circunferencial externa; y una correa 14 sin extremos el cual gira y se mueve de modo que se ponga en contacto con una parte de la superficie circunferencial externa de la rueda de moldeo 13. En la máquina de fundición continua de tipo rueda de correa D, el cobre fundido es vaciado en un espacio formado entre la ranura y la correa 14 sin extremos mediante la boquilla de vaciado 12, y el cobre derretido es enfriado y solidificado; y por consiguiente, un cobre fundido similar a una barra 12 es fundido continuamente.

El dispositivo de laminado continuo E es conectado al lado de flujo descendente de la máquina de fundición continua de tipo rueda de correa D. El dispositivo de laminado continuo E lamina continuamente el cobre fundido 21 producido de la máquina de fundición continua de tipo rueda de correa D; y por consiguiente, es producido un alambran de cobre 50 que tiene un diámetro externo predeterminado.

El alambran de cobre 50 producido del dispositivo de laminado continúo E pasa a traves de un dispositivo de lavado y enfriado 15 un detector de defectos 16 y es bobinado por la bobinadora F.

Aquí, el diámetro exterior del alambrón de cobre 50 producido en la instalación de fundición y laminado descrita anteriormente es, por ejemplo, igual o mayor que 8 mm igual a o menor que 40 mm, y en esta modalidad, el diámetro externo es 8 mm.

Además, en el proceso de fundición y laminado continuo S01 , el cobre fundido 21 es mantenido a una temperatura relativamente alta de, por ejemplo, 800°C a 1000°C; y por consiguiente, una gran cantidad de elementos tales como Co y P son solucionizados en la fase de matriz de cobre.

A continuación, como se ilustra en la FIG. 2, el alambrón de cobre 50 producido en el proceso de fundición y laminado continuo S01 es sometido a trabajo en frió (primer proceso de trabajo en frió S02). En el primer proceso de trabajo en frió S02, el trabajo es realizado en una pluralidad de etapas para formar un material de alambre de cobre que tiene un diámetro exterior en un rango igual o mayor que 0.1 mm e igual o menor que 8.0 mm. En esta modalidad, el material de alambre de cobre tiene un diámetro exterior de 0.9 mm.

A continuación, el material de alambre de cobre después del primer proceso de trabajo en frió S02 es sometido al tratamiento térmico de envejecimiento intermedio (proceso de tratamiento térmico de envejecimiento intermedio S03). En el proceso de tratamiento térmico de envejecimiento intermedio S03, los precipitados que consisten de un compuesto que contiene principalmente Co y P son precipitados.

Aquí, en el proceso de tratamiento termico de envejecimiento intermedio S03, tratamiento térmico de envejecimiento intermedio es realizado bajo las condiciones donde una temperatura de tratamiento térmico es de 250°C o mayor y 450°C o menor, y un tiempo de sostenido es 0.5 horas o más y 15 horas o menos.

A continuación, el material de alambre de cobre después del proceso de tratamiento térmico de envejecimiento intermedio S03 es sometido a trabajo en frió to produce a alambre de aleación de cobre 1 que tiene una forma de sección transversal predeterminad (segundo proceso de trabajo en frió S04).

En el segundo proceso de trabajo en frió S04, el trabajo es realizado en una pluralidad de etapas para formar el alambre de aleación de cobre 1 que tiene un diámetro externo en un rango igual a o mayor que 0.015 mm e igual a o menor que 0.2 mm. En esta modalidad, el alambre de aleación de cobre 1 tiene un diámetro externo de 0.169 mm.

A continuación, una pluralidad alambres de aleación de cobre 1 (en esta modalidad, siete alambres) son trenzados juntos para formar un cable eléctrico conductor 6 (proceso de trabajo de trenzado de alambre S05). En el proceso de trabajo de trenzado de alambre S05, a single alambre de aleación de cobre 1 es centrado y seis alambres de aleación de cobre 1 son dispuestos en el lado circunferencial externo del mismo para trenzarse de manera concéntrica. Además, en esta modalidad, el espaciado del trenzado en el proceso de trabajo de trenzado de alambre S05 se establece a ser igual a o mayor que 4 mm e igual a o mayor que 24 mm.

Además, el cable eléctrico conductor 6 obtenido en el proceso de trabajo de trenzado de alambre S05 es sometido a tratamiento termico de tipo en lote para mantener el cable eléctrico conductor 6 a una temperatura de 300°C o mayor y 500°C o menor durante 30 minutos o más y 600 minutos o menos (proceso de tratamiento térmico de envejecimiento final S06).

En el proceso de tratamiento térmico de envejecimiento final S06, varios métodos diferentes que el tratamiento térmico de tipo lote pueden usarse también tales como el tratamiento térmico donde un horno tubular mediante el cual pasa un material de alambre se usa, recocido conductor, y similares.

De acuerdo al alambre de aleación de cobre 1 de la modalidad configurada como se describe anteriormente y el cable eléctrico conductor 6, el tamaño de grano promedio de precipitados observados a través de la observación de estructura de sección transversal inmediatamente después de realizar el tratamiento térmico de envejecimiento intermedio S03 es igual a o mayor que 15 nm, y el número de precipitados que tienen tamaños de grano iguales o menores que 5 nm es 10% o mayor del número total de precipitados observados. Por consiguiente, son dispersados una gran cantidad de precipitados que tienen pequeños tamaños de grano. De manera acorde, en el segundo proceso de trabajo en frío subsecuente S04, se forman anillos de dislocación de los precipitados que tienen tamaños de grano pequeños como los puntos de inicio, y los precipitados que tienen tamaños de grano pequeños y son cizallados y divididos por las dislocaciones y por consiguiente los precipitados son resolucionizados en la fase de matriz de cobre.

Además, cuando el tratamiento térmico de envejecimiento final S06 es realizado despues de que el segundo proceso de trabajo en trio S04, Co y P que son resolucionizados son re precipitados en los anillos de dislocación como los sitios de precipitación. De manera acorde, se dispersan una gran cantidad de los precipitados que tienen tamaños de grano pequeños. Por consiguiente, la conductividad eléctrica es mejorada y la fuerza es mejorada también por fortalecimiento de precipitación. Además, debido a este tratamiento térmico, las dislocaciones son liberadas y por consiguiente se recupera la elongación. Por consiguiente, el alambre de aleación de cobre 1 y el cable eléctrico conductor 6 los cuales son excelentes en fuerza y elongación pueden fabricarse.

Específicamente, el alambre de aleación de cobre 1 de esta modalidad tiene una resistencia a la tensión de 450 MPa o más y una elongación de 5% o más, y por consiguiente es posible conseguir una reducción en el diámetro del mazo de cables.

En esta modalidad, ya que la composición del alambre de aleación de cobre 1 contiene: 0.12% en masa o mayor hasta 0.40% en masa o menor de Co; 0.040% en masa o mayor hasta 0.16% en masa o menor de P; y 0.005% en masa o mayor hasta 0.70% en masa o menor de Sn, con el resto de Cu e impurezas inevitables, los precipitados que consisten de compuestos que contienen principalmente Co y P son dispersados en la fase de matriz de cobre. De manera acorde, es posible conseguir el mejoramiento de fuerza y conductividad eléctrica. Además, ya que el Sn es contenido en un contenido en un rango de 0.005% en masa o mayor hasta 0.70% en masa o menor, la fuerza puede mejorarse adicionalmente mediante fortalecimiento de solución solida. De manera acorde, la fuerza y la característica de doblamiento pueden mejorarse. Además, la resistencia al calor y la resistencia a la corrosión son mejoradas también.

Además, en esta modalidad, ya que 0.01% en masa o mayor hasta 0.15% en masa o menor de Ni es contenida adicionalmente, el engrosamiento de los granos puede suprimirse; y por consiguiente, la fuerza puede mejorarse aún más.

Además, en esta modalidad, ya que uno o más seleccionados de 0.002% en masa o mayor hasta 0.5% en masa o menor de Zn, 0.002% en masa o mayor hasta 0.25% en masa o menor de Mg, 0.002% en masa o mayor hasta 0.25% en masa o menor de Ag, y 0.001% en masa o mayor hasta 0.1% en masa o menor de Zr son contenidos, los elementos tales como Zn, Mg, Ag, y Zr forman compuestos con sulfuro (S); y por consiguiente, es posible suprimir el sulfuro (S) de solucionizarse en la fase de matriz del cobre. Como un resultado, es posible suprimir la deterioración de las propiedades mecánicas tales como la fuerza y similares del alambre de aleación de cobre 1.

Además, en esta modalidad, ya que el alambran de cobre 50 es producido en el proceso de fundición y laminado continuo S01 , el alambran de cobre 50 puede producirse eficientemente. Además, ya que el alambran de cobre 50 es mantenido durante un tiempo predeterminado en una estado de alta temperatura de, por ejemplo, 800 a 1000°C, los elementos tales como Co, P, y similares son solucionizados en la fase de matriz de cobre. De manera acorde, no es necesario conducir un tratamiento de solucionización adicional.

Mientras la modalidad de la presente invención se ha descrito, la presente invención no está limitada a ello, y se pueden hacer modificaciones de manera apropiada sin alejarse de las características teenicas de la presente invención.

Por ejemplo, se describe en esta modalidad, el alambre de aleación de cobre incluido en el cable eléctrico conductor y el cable eléctrico cubierto usado como mazo de cables para un vehículo. Sin embargo, la modalidad no está limitada a ello, y también puede aplicarse un alambre de aleación de cobre incluido en un cable eléctrico conductor y un alambre eléctrico cubierto usado como un mazo de cables para un dispositivo tal como una copiadora.

Adicionalmente, en esta modalidad, se ilustra el alambre de aleación de cobre incluido en el cable eléctrico conductor y se describe el cable eléctrico cubierto en la FIG. 1. Sin embargo, la modalidad no está limitada a ello, y es ilustrada en la FIG 4, el alambre de aleación de cobre puede aplicarse a un cable eléctrico conductor 106 y cable eléctrico cubierto 105 fabricado al someter alambres trenzados a trabajo de compresión. En este caso, es preferible que el tratamiento térmico de envejecimiento final sea realizado después del trabajo de compresión.

Además, el proceso de tratamiento térmico de envejecimiento final es realizado después de que el proceso de trabajo de trenzado de alambre en la descripción. Sin embargo, la modalidad no está limitada a ello, y el tratamiento térmico de envejecimiento final puede realizarse en un único alambre y por consiguiente puede realizarse el proceso de trabajo de trenzado de alambre.

Adicionalmente, en esta modalidad, el alambran de cobre es fabricado por el proceso de fundición y laminado continuo en la descripción.

Sin embargo, la modalidad no está limitada a ello, y un lingote cilindrico (tocho) puede producirse y el lingote puede extrudirse y trabajarse en frió para producir el alambrón de cobre. En el caso donde el alambran de cobre es producido mediante el método de extrusión, es necesario realizar un tratamiento de solucionización adicional. Aún más, incluso en el caso donde el alambrón de cobre es fabricado mediante el proceso de fundición y laminado continuo, el alambrón de cobre puede someterse también a un tratamiento de solucionización.

Además, en esta modalidad, el proceso de fundición y laminado continuo es realizado al usar la máquina de fundición continua de tipo rueda de correa ilustrada en FIG. 3 en la descripción. Sin embargo, la modalidad no está limitada a ello, y otro método de fundición continua puede usarse también.

EJEMPLOS De aquí en adelante, se describirán los resultados de una prueba de confirmación realizada para revisar la efectividad de la presente invención.

(Ejemplos de la Invención y Ejemplos Comparativos) Al usar una instalación de fundición y laminado provista con una máquina de fundición continua de tipo rueda de correa, se produce un alambrón de cobre (de un diámetro de 8 mm) que concite de aleación de aluminio que tiene la composición mostrada en la Tabla 1. El primer trabajo en frió fue realizado en el alambrón de cobre para tener un diámetro de 0.9 mm, y entonces se realizó un tratamiento térmico de envejecimiento intermedio en el resultante bajo las condiciones mostradas en la Tabla 1. A partir de ahí, se realizó el segundo trabajo en frió acto seguido para tener un diámetro de 0.165 mm, y un tratamiento termico de envejecimiento final se realizó acto seguido bajo las condiciones mostradas en la Tabla 1.

(Observación de los Precipitados después de Tratamiento Térmico de Envejecimiento Intermedio) En los ejemplos de la invención, los precipitados fueron observados al usar materiales de alambre de cobre después del tratamiento térmico de envejecimiento intermedio. La observación de los precipitados fue realizada al usar una imagen de electrones de transmisión de un microscopio de electrones de transmisión (nombre del modelo: TEM: H-800, HF-2000, y HF-2200 fabricado por Hitachi, Ltd., y JEM-2010F fabricado por JEOL Ltd.), y se calculó un tamaño de grano equivalente del área de cada precipitado. Además, la observación se realizó en ampliaciones de 150,000 y 750,000 en áreas de campo visual de alrededor de 4x105 nm2 y 2x104 nm2, respectivamente. Además, se calcularon el tamaño de grano promedio de los precipitados y la proporción de los precipitados que tienen tamaños de grano iguales o mayores que 5 nm a los precipitados observados. Los resultados son mostrados en la Tabla 2.

(Resistencia a la tensión y elongación) Se realizó una prueba de tensión al usar un AG-5kNX fabricado por Shimadzu Corporation de acuerdo con JIS Z 2241 para medir la resistencia a la tensión y elongación. Los resultados son mostrados en la Tabla 2.

Tabla 1 Tabla 1 (continúa) Tabla 1 (continúa) Tabla 2 Tabla 2 (continúa) En los ejemplos comparativos 1 a 3 en los cuales el tamaño de grano promedio de los precipitados fue igual o mayor que 15 nm y las proporciones de los precipitados que tienen tamaños de 5 nm o menos fueron menos del 10%, ambas la resistencia a la tensión y elongación no pudieron mejorarse.

Por el contrario, en los Ejemplos de la Invención 1 a 19 en los cuales el tamaño de grano promedio de los precipitados fue igual a o menor que 15 nm y las proporciones de los precipitados de 5 nm o menor fueron iguales a o más altas que 10%, ambas la resistencia a la tensión y elongación pudieron mejorarse.

Aplicabilidad Industrial La presente invención se relaciona a un alambre de aleación de cobre el cual es excelente en fuerza y elongación y por consiguiente puede lograr una reducción en el diámetro de un mazo de cables y un metodo de fabricación de alambre de aleación de cobre. «

Claims (5)

REIVINDICACIONES

1. Un alambre de aleación de cobre que consiste de una aleación de cobre de tipo de fortalecimiento por precipitación que contiene Co, P, y Sn, caracterizado porque un tamaño de grano promedio de precipitados observados a traves de la observación de estructura de sección transversal inmediatamente después de realizar un tratamiento térmico de envejecimiento es igual a o menor que 15 nm, y un número de precipitados que tienen tamaños de grano iguales o menores que 5 nm es 10% o mayor de un número total de precipitados observados, y el alambre de aleación de cobre es sometido a trabajo en frió y un tratamiento térmico de envejecimiento final después del tratamiento térmico de envejecimiento intermedio.

2. El alambre de aleación de cobre de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque una composición de la aleación de cobre de tipo de fortalecimiento por precipitación comprende: 0.12% en masa o mayor hasta 0.40% en masa o menor de Co; 0.040% en masa o mayor hasta 0.16% en masa o menor de P; y 0.005% en masa o mayor hasta 0.70% en masa o menor de Sn, con el resto de Cu e impurezas inevitables.

3. El alambre de aleación de cobre de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque la aleación de cobre de tipo de fortalecimiento por precipitación además comprende: 0.01 % en masa o mayor hasta 0.15% en masa o menor de Ni.

4. El alambre de aleación de cobre de conformidad con la reivindicación 2 o 3, caracterizado porque la aleación de cobre de tipo de fortalecimiento por precipitación además comprende uno o más seleccionados de 0.002% en masa o mayor hasta 0.5% en masa o menor de Zn, 0.002% en masa o mayor hasta 0.25% en masa o menor de Mg, 0.002% en masa o mayor hasta 0.25% en masa o menor de Ag, y 0.001% en masa o mayor hasta 0.1% en masa o menor de Zr.

5. Un metodo de fabricación de un alambre de aleación de cobre que consiste de una aleación de cobre de tipo de fortalecimiento por precipitación que contiene Co, P, y Sn, el método caracterizado porque comprende: un proceso de tratamiento térmico de envejecimiento intermedio; un proceso de trabajo en frió realizado después del proceso de tratamiento térmico de envejecimiento intermedio; y a proceso de tratamiento térmico de envejecimiento final realizado después del proceso de trabajo en frió, donde un tamaño de grano promedio de los precipitados observados a través de la observación de estructura en sección transversal inmediatamente después de realizar el proceso de tratamiento térmico de envejecimiento intermedio se hace para ser igual a o menor que 15 nm y un número de precipitados que tienen tamaños de grano iguales o menores que 5 nm se hace para ser 10% o mayor de un número total de precipitados observados.