WO2017221485A1 - 銅被覆マグネシウム線及びその製造方法 - Google Patents

銅被覆マグネシウム線及びその製造方法 Download PDF

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WO2017221485A1
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wire
magnesium
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北沢　弘
卓也 先田
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東京特殊電線株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a copper-coated magnesium wire and a method for producing the same.
  • Coil used in voice coil motors coils used in lens drive actuators for optical pickups, air-core coils, voice coils, and other coils are required to be lighter.
  • Various techniques for reducing the weight of the coil have been proposed. One of them is the weight reduction of the electric wire.
  • Patent Documents 1 to 3 Conventionally, composite aluminum wires using aluminum with a specific gravity of about one third of copper have been proposed as a lighter wire.
  • Patent Document 1 proposes a technique for improving the bonding strength by providing a nickel layer at the interface between copper and aluminum or an aluminum alloy with respect to the copper-aluminum composite material.
  • a copper clad aluminum wire with nickel interposed therebetween is also proposed, and a method in which two copper-nickel composite strips are rolled and pressed around an aluminum wire, or one copper-nickel composite strip is bonded to an aluminum wire.
  • a method for seam welding around the periphery is described.
  • Patent Document 2 proposes a technology relating to a plated aluminum electric wire, an insulated plated aluminum electric wire, and an efficient manufacturing method thereof that can be reduced in weight.
  • an anchor conductive layer made of a composite conductive material composed of conductive particles or flakes and a polymer matrix, a strike plated layer by electroplating, and a thick plated layer are sequentially formed.
  • the insulating metal layer and the insulating coating layer are provided to form an insulating plated aluminum electric wire.
  • Patent Document 3 the generation of fine cracks due to stress applied to the copper film during the drawing process is prevented, the problem that the aluminum conductor is easily exposed during coil winding is solved, and sufficient reliability is obtained in soldering joining.
  • a technique relating to a copper-coated aluminum wire suitable for lightening, thinning and shortening has been proposed.
  • a matte copper plating layer is first formed by electrolytic copper plating on the outer periphery of a zinc thin film formed by zinc substitution on the surface of a conductor made of aluminum, and then the electrolytic copper is formed on the outer periphery.
  • a semi-bright copper plating layer is formed by adding a thiourea-based additive or the like during plating to form a copper-coated aluminum wire.
  • JP-A-56-26687 Japanese Patent Laid-Open No. 11-66966 JP 2001-271198 A
  • the wire materials described in Patent Documents 1 to 3 are composite wires in which aluminum is used as a core material and copper is provided in the outer layer, and it has the lightness of aluminum and the solderability and corrosion resistance of copper. This is to meet the weight reduction required for products.
  • the wire diameter has been required to be reduced due to the miniaturization of the coil.
  • the tensile strength of the copper-coated aluminum wire is considerably smaller than that of the copper wire, and the yield is reduced due to disconnection during coil winding. There was a fear.
  • the disconnection is likely to occur, there is a trouble in work that the winding tension must be adjusted.
  • An object of the present invention is to provide a copper-coated magnesium wire that meets the demand for a lightweight and high-strength coil wire and a method for manufacturing the same.
  • a copper-coated magnesium wire according to the present invention has a core material made of magnesium and a copper coating layer made of copper or a copper alloy provided on the surface of the core material.
  • the core material is magnesium having a tensile strength comparable to that of copper and a specific gravity of about 1/4 of that of copper. Therefore, the coil wire is lightweight and has high strength.
  • a copper coating layer made of copper or a copper alloy is provided on the outer peripheral surface of the core material made of magnesium, it has a structure that enables thinning of magnesium, which is difficult to cold-draw. It can be set as a diameter wire for coils. As a result, there is no need for hot wire drawing using dedicated equipment, and cold wire drawing with a general cold wire drawing equipment is possible, which is advantageous in terms of cost.
  • the surface of the copper coating layer has a wire drawing mark, and the diameter is in the range of 0.03 mm to 0.08 mm.
  • the thickness of the copper coating layer is in the range of 5% or more and 30% or less in terms of the overall cross-sectional area ratio.
  • an insulating coating layer is provided on the outer peripheral side of the copper coating layer.
  • the method for producing a copper-coated magnesium wire according to the present invention includes a core material made of magnesium and a copper having a total cross-sectional area ratio of 5% or more and 30% or less provided on the surface of the core material.
  • ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it can respond to the request
  • the diameter can be reduced by cold drawing with equipment.
  • a copper-coated magnesium wire 10 includes a core material 1 made of magnesium, and a copper coating layer 2 made of copper or a copper alloy provided on the surface of the core material 1.
  • the copper-coated magnesium wire 10 is a lightweight and high-strength coil wire because the core material 1 is made of magnesium having a tensile strength comparable to copper and a specific gravity of about 1/4 of copper. Moreover, since the copper coating layer 2 which consists of copper or a copper alloy is provided in the outer peripheral surface of the core material 1, it has the structure form in which the thinning of magnesium with which cold wire drawing is difficult is possible. As a result, the coil wire has a smaller diameter.
  • This copper-coated magnesium wire 10 does not require hot wire drawing using dedicated equipment as in the case of processing magnesium wire, and can be cold drawn with general cold wire drawing equipment. There are also advantages in terms of cost. In particular, it is preferable as a lightweight voice coil wire when the wire is required to have a smaller diameter due to the downsizing of the coil.
  • the core material 1 is made of magnesium.
  • “magnesium” means pure magnesium and is used in the sense that it is not a magnesium alloy to which other elements are intentionally added.
  • Magnesium (pure magnesium) contains 99.0% by mass or more of a magnesium component by mass without intentionally adding other elements.
  • Magnesium is defined in “Magnesium metal” of Japanese Industrial Standard JIS H 2150 (2006), and the international standard corresponding to this is ISO 8287 (2000).
  • magnesium ingot 1 type A (Mg: 99.95% by mass or more, symbol: MI1A Mg, corresponding ISO symbol: 99.95A)
  • magnesium ingot 1 type B (Mg: 99.95% by mass or more, symbol: MI1B Mg, corresponding ISO symbol: 99.95B)
  • magnesium ingot type 2 MI2 (Mg: 99.90% by mass or more)
  • magnesium ingot 3 type A (Mg: 99.80% by mass or more, symbol: MI3A Mg, Corresponding ISO symbol: 99.80 A)
  • magnesium ingot 3 type B (Mg: 99.80 mass% or more, symbol: MI3B Mg, corresponding ISO symbol: 99.80 B).
  • the magnesium ingot 1 type A includes, as inevitable impurities, 0.01 mass% or less of aluminum, 0.006 mass% or less of manganese, 0.005 mass% or less of zinc, 0.006 mass% or less of silicon, 0. 005 mass% or less, iron 0.003 mass% or less, nickel 0.001 mass% or less, lead 0.005 mass% or less, tin 0.005 mass% or less, sodium 0.003 mass% or less, calcium 0.003 mass% % Or less, titanium 0.01% by mass or less, and other 0.005% by mass or less.
  • Magnesium described above has a conductivity in the range of about 35% to 45% when the conductivity of copper is 100%, compared to about 60% of aluminum and about 66% of copper clad aluminum (CCA). There is no big difference. As a result, it can be preferably used as a wire for a coil such as a lightweight voice coil.
  • an AZ-based magnesium alloy containing 3% Al-1% Zn such as AZ31B or AZ31M in the ASTM symbol has a conductivity as low as about 15% to 20%.
  • Such a magnesium alloy is not suitable for use as a conductive wire, and is not very desirable as a coil wire.
  • the tensile strength of magnesium is about 180 MPa to 250 MPa, which is considerably larger than the tensile strength of aluminum (about 68 MPa to 107 MPa) and about the same as the tensile strength of copper (about 215 MPa to 264 MPa).
  • the specific gravity of magnesium (about 1.74) is about 1/4 of the specific gravity of copper (about 8.89), and is lightweight.
  • Use of such magnesium as the core material 1 is preferable in constructing a strong coil wire for producing a lightweight coil.
  • the copper coating layer 2 is a copper or copper alloy layer provided on the surface of the core material 1. Since copper or a copper alloy is provided on the surface of the core material 1, it is obtained by easy cold wire drawing. Examples of copper include pure copper, and examples of copper alloys include copper-silver alloys, copper-nickel alloys, and copper-zinc alloys.
  • the copper-silver alloy is a copper alloy containing about 0.5% by mass of silver.
  • the copper-nickel alloy is a copper alloy containing about 1% by mass of nickel.
  • the copper-zinc alloy is a copper alloy containing about 5% by mass of zinc. These copper alloys have a conductivity in the range of about 80% to 95% when the conductivity of copper is 100%, and can be preferably applied.
  • the thickness of the copper coating layer 2 is not particularly limited, the total cross-sectional area ratio of the copper-coated magnesium wire 10 in which the copper coating layer 2 is provided on the surface of the core material 1 is in the range of 5% or more and 30% or less. It is preferable that the thickness is as follows. As shown in the examples to be described later, since the electrical conductivity is about 43% to 58% due to the thickness within the range of the cross-sectional area ratio, about 60% of the aluminum wire, copper clad aluminum ( CCA) wire has a conductivity close to about 66%, and can be preferably used as a coil wire. In addition, when the electrical conductivity and weight (specific gravity) as a coil wire for manufacturing a lighter coil are considered, a preferable range is 5% or more and 25% or less in terms of a cross-sectional area ratio.
  • the thickness of the copper coating layer 2 is less than 5% in terms of the cross-sectional area ratio, the copper coating layer 2 may be exposed or easily broken during wire drawing at the manufacturing stage. As a result, disconnection is likely to occur, the yield may be reduced, the surface may be easily oxidized, and soldering may be reduced.
  • the copper coating layer 2 has a thickness exceeding 30% in terms of the cross-sectional area ratio, the proportion of copper having a large specific gravity increases and becomes heavy, or the plating layer when the copper coating layer 2 is provided by plating The uneven thickness may easily occur.
  • the specific thickness of the copper coating layer 2 varies depending on the diameter of the copper-coated magnesium wire 10. For example, in the case of a copper-coated magnesium wire 10 having a diameter of 0.08 mm, when the cross-sectional area ratio is 5%, the thickness of the copper-coating layer 2 is about 1.0 ⁇ m, and when the cross-sectional area ratio is 30%. The thickness of the copper coating layer 2 is about 6.5 ⁇ m.
  • the copper coating layer 2 is provided by performing copper plating or the like on the surface of the magnesium strand 1 ′ before drawing.
  • This copper coating layer 2 is provided with a thickness that is subsequently drawn to a predetermined cross-sectional area ratio.
  • On the surface of the copper coating layer 2 after the wire drawing there is a wire drawing mark extending in the longitudinal direction as shown in the enlarged views of FIGS. 3 (A) and 3 (B). It can be seen from the wire drawing marks that the copper-coated magnesium wire 10 according to the present invention has been reduced in diameter by wire drawing.
  • the adhesion degree between the copper plating layer and magnesium is increased and dense, and there is an advantage that they are less likely to be peeled off or disconnected during wire drawing. If a copper coating layer is provided by welding, magnesium is easily oxidized by heat during welding, adhesion is reduced, and uniform wire drawing cannot be performed.
  • the copper coating layer 2 is provided on the surface of the core material 1, but other elements may be detected between the copper coating layer 2 and the core material 1 as long as the effects of the present invention are not impaired.
  • the copper coating layer 2 is provided by thick copper plating after the zincate treatment. Normally, since the strike copper plating layer and thick copper plating are performed after the zincate treatment, zinc element may be detected as another element. Further, after the zincate treatment, electroless nickel plating may be performed, and then thick copper plating may be performed. In that case, Ni, P, Pd, etc. can be mentioned as another element.
  • the diameter of the copper-coated magnesium wire 10 is preferably in the range of 0.03 mm or more and 0.08 mm or less. By setting the diameter within this range, it can be preferably used as a coil wire such as a coil used in a voice coil motor, a coil used in a lens driving actuator for an optical pickup, an air-core coil, and a voice coil.
  • the insulation coating layer 3 is not an essential component, it is provided on the outer periphery of the copper coating layer 2 directly or via another layer as shown in FIG. Since the copper-coated magnesium wire 10 is provided with such an insulating coating layer 3, it can be used as a coil wire and coil winding can be easily performed.
  • the insulating coating layer 3 is not particularly limited, and a conventionally known one can be applied. For example, a baking coating, an extrusion coating, a tape winding, etc. can be mentioned.
  • Examples of the material of the insulating coating layer 3 include thermosetting resins such as polyurethane resin, polyester resin, and polyesterimide resin.
  • Other insulating coating layers 3 are made of polyphenyl sulfide (PPS), ethylene-tetrafluoroethylene copolymer (ETFE), tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer (FEP), fluorine Copolymer (perfluoroalkoxy fluororesin: PFA), polyether ether ketone (PEEK), polyethylene terephthalate (PET), polyamide (PA), polyphenyl sulfide (PPS), tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer It may be a polymer (FEP) or the like.
  • the insulating coating layer 3 may be a single layer or a laminated layer. When the insulating coating layer 3 is formed in a laminated form, the same or different resin layers described above can be provided.
  • the thickness of the insulating coating layer 3 is not particularly limited regardless of whether it is a single layer or a stacked layer, but usually it is preferably 3.0 ⁇ m or more.
  • the manufacturing method of the copper covering magnesium wire 10 which concerns on this invention is copper or copper in the core material 1 which consists of magnesium, and the cross-sectional area ratio provided in the surface of the core material 1 in the range of 5% or more and 30% or less.
  • This is a method for producing a copper-coated magnesium wire 10 having a copper coating layer 2 made of an alloy. And as shown in FIG.
  • the preparation step is a step of preparing a copper-coated magnesium strand 10 ′ in which a copper coating layer 2 ′ made of copper or a copper alloy is provided on the outer periphery of the magnesium strand 1 ′.
  • the magnesium strand 1 ′ is a strand made of magnesium that has already been described in the explanation section of the core material 1, and the magnesium strand 1 in which cast magnesium is processed into a predetermined diameter in advance. 'Is.
  • the diameter of the magnesium strand 1 ′ is not particularly limited, and it is desirable to prepare a wire that can be easily drawn to a final finished wire diameter of 0.03 mm to 0.08 mm. As an example, there can be mentioned one having a diameter of 0.6 mm as shown in the examples described later.
  • the prepared magnesium element wire 1 ′ is provided with a copper coating layer 2 ′.
  • the copper coating layer 2 ′ is provided by copper plating on the outer peripheral surface of a 0.6 mm magnesium strand 1 ′, for example.
  • the copper plating treatment is not particularly limited, and examples thereof include thick copper plating after zincate treatment.
  • Copper plating through zincate treatment is a process that performs zinc replacement, strike copper plating, thick copper plating in this order, or a process that performs zinc replacement, zinc stripping, zinc replacement, strike copper plating, thick copper plating in this order. It can be carried out.
  • electroless nickel plating can be performed after the zincate treatment, and then thick copper plating can be performed. In that case, perform in the order of zinc replacement, electroless nickel plating, thick copper plating, or in the order of zinc replacement, zinc stripping, zinc replacement, electroless nickel plating, thick copper plating. be able to.
  • the final thick copper plating is performed.
  • the thick copper plating include thick copper plating means such as copper cyanide plating, copper sulfate plating, and copper-based (for example, copper zinc alloy) alloy plating.
  • the thickness of the thick copper plating is determined by taking into consideration the degree of wire drawing of the magnesium wire 1 ′ after plating, and the cross-sectional area ratio at the final finished wire diameter. It is provided so as to have a thickness within a range of 5% or more and 30% or less. Thus, the copper-coated magnesium strand 10 'before drawing is prepared.
  • the wire drawing process is a process in which the copper-coated magnesium element wire 10 'is cold drawn to have a diameter in the range of 0.03 mm to 0.08 mm.
  • the cold wire drawing is preferably a wire drawing using a die, and the diameter is reduced to a desired wire diameter using a plurality of dies depending on the degree of processing.
  • the copper-coated magnesium element wire 10 ′ applied in the present invention is provided with a copper coating layer 2 ′ on its surface, so that it can be cold-drawn using a general cold-drawing processing facility, The wire drawing speed can also be carried out without much reduction. As a result, it is possible to reduce the diameter of the copper-coated magnesium wire 10 with high productivity.
  • the workability of the magnesium wire alone without the copper coating layer is poor and it is difficult to reduce the diameter.
  • As a conventional means for reducing the diameter of magnesium it is necessary to perform hot processing while it is thick, and when it becomes thin, it is necessary to frequently perform heat treatment (annealing) during cold processing. For this reason, it has been difficult to perform wire drawing with ordinary equipment for drawing copper wire or the like.
  • the wire drawing by the normal installation which draws a copper wire etc. is possible.
  • the copper-coated magnesium wire 10 thus drawn can be used as a coil wire by providing the insulating coating layer 3 as necessary.
  • Example 1 As the magnesium wire 1 ′, a magnesium wire processed from a magnesium ingot 1 type A (Mg: 99.95% by mass or more) to a diameter of 0.6 mm was used. A copper coating layer 2 ′ was provided on the outer peripheral surface of the magnesium strand 1 ′. Copper coating layer 2 'was performed by the zincate process. Specifically, the magnesium wire 1 'is degreased, etched, desmutted (removal treatment of fine powdery black matter adhered to the surface), zinc substitution, zinc peeling, zinc substitution, strike copper plating, thick copper plating I went in order.
  • a zincate bath 50 ° C. of 100 g / L of zinc oxide and 400 g / L of sodium hydroxide was used and immersed for 5 minutes to deposit zinc having a thickness of 0.2 ⁇ m. Thereafter, the zinc was stripped with a zinc stripper (nitric acid), and the same zinc substitution (second time) as described above was performed again.
  • thin copper plating with a thickness of 1 ⁇ m is performed by strike copper plating (composition: copper cyanide 30 g / L, sodium cyanide 60 g / L, Rochelle salt 60 g / L, alkali carbonate 30 g / L), and finally the thickness 24 ⁇ m thick copper plating (composition: copper sulfate 200 g / L, sulfuric acid 60 g / L, additive 5 ml / L) was performed.
  • strike copper plating composition: copper cyanide 30 g / L, sodium cyanide 60 g / L, Rochelle salt 60 g / L, alkali carbonate 30 g / L
  • the thickness 24 ⁇ m thick copper plating composition: copper sulfate 200 g / L, sulfuric acid 60 g / L, additive 5 ml / L
  • the copper-coated magnesium wire 10 ′ was heat-treated at 400 ° C. (for 3 minutes) and then cold-drawn to a diameter of 0.08 mm to obtain a copper-coated magnesium wire 10.
  • the cross-sectional area ratio of the copper coating layer 2 with respect to the total cross-sectional area of the obtained copper-coated magnesium wire 10 was 15%, the same as before the wire drawing.
  • the total specific gravity of the copper-coated magnesium wire 10 was 2.81.
  • the tensile strength was 208 MPa.
  • the electrical conductivity was 49.0% when the electrical conductivity of copper was 100%.
  • the adhesion of the thick copper plating layer was particularly good, and the wire drawing was easy. The reason is considered to be that the zinc coating became dense by the zinc substitution twice, and the copper plating layer could be formed on the magnesium wire 10 'with good adhesion.
  • the specific gravity was measured by a specific gravity measuring device (manufactured by Shimadzu Corporation, AUW220D).
  • the tensile strength was measured with a desktop tensile tester (manufactured by Shimadzu Corporation, EZ-Test).
  • the conductivity was converted into conductivity by measuring the resistance value with a digital multimeter (R6551 manufactured by Advantest Corporation) using a four-terminal circuit.
  • the thickness of each layer was measured with a microscope (VHX-5000, manufactured by Keyence Corporation) after polishing the cross section of the wire.
  • Example 2 In Example 1, the thickness of the thick copper plating was changed to three types of 7 ⁇ m, 45 ⁇ m, and 58 ⁇ m, and the cross-sectional area ratio of the copper coating layer 2 ′ to the total cross-sectional area of the copper-coated magnesium strand 10 ′ was 5 respectively. %, 25%, and 30%. Otherwise in the same manner as in Example 1, a final copper-coated magnesium wire 10 was obtained.
  • the ratio of the cross-sectional area of the copper coating layer 2 to the total cross-sectional area of the obtained copper-coated magnesium wire 10 was 5%, 25%, and 30%, respectively, before the wire drawing.
  • the specific gravity of the entire copper-coated magnesium wire 10 was 2.10, 3.61, and 3.89, respectively.
  • the tensile strengths were 203 Pa, 213 MPa, and 215 MPa, respectively.
  • the conductivity of copper was 100%, the conductivity was 43.0%, 55.0%, and 58.0%, respectively.
  • the specific gravity and conductivity of the entire copper-coated magnesium wire are adjusted by controlling the cross-sectional area ratio of the copper coating layer, which has a tensile strength as high as that of copper. We were able to. As a result, it was possible to obtain a copper-coated magnesium wire 10 which is light and has a good electrical conductivity and is preferable as a high-strength coil wire.
  • Example 3 In Example 1, zinc replacement in the zincate treatment was performed once, and degreasing, etching, desmutting, zinc replacement, strike copper plating, and thick copper plating were performed in this order. Each treatment was the same as in Example 1, and other than that, in the same manner as in Example 1, a copper-coated magnesium strand 10 ′ having a diameter of 0.65 mm was produced. Thereafter, wire drawing was performed in the same manner as in Example 1 to obtain a final copper-coated magnesium wire 10. The adhesion of the thick copper plating layer here was slightly lower than that in Example 1, but the wire drawing could be performed without any problem.
  • Example 1 instead of the magnesium wire used as the magnesium strand 1 ′, an AZ-based magnesium alloy strand containing 3% Al-1% Zn of AZ31 alloy (ASTM symbol) was used. Other than that was carried out similarly to Example 1, and produced the copper covering magnesium alloy wire-drawn to the final diameter of 0.08 mm.
  • the ratio of the cross-sectional area of the copper coating layer to the total cross-sectional area of the obtained copper-coated magnesium alloy wire was 15%, which was the same as that before wire drawing.
  • the total specific gravity of the copper-coated magnesium alloy wire was 2.86.
  • the tensile strength was 290 MPa.
  • the electrical conductivity when the electrical conductivity of copper was 100% was 30.7%.
  • the specific gravity was similar to that of the copper-coated magnesium wire obtained in Example 1, but the conductivity was reduced by about 18%.
  • Example 2 As in Example 2, in Reference Example 1, the thickness of the thick copper plating was changed to three types of 7 ⁇ m, 45 ⁇ m, and 58 ⁇ m, and the copper coating layer was cut with respect to the entire cross-sectional area of the copper-coated magnesium alloy strand. The area ratios were 5%, 25%, and 30%, respectively. Otherwise in the same manner as in Reference Example 1 and Example 1, a final copper-coated magnesium alloy wire was obtained.
  • the cross-sectional area ratio of the copper coating layer to the total cross-sectional area of the obtained copper-coated magnesium alloy wire was 5%, 25%, and 30%, respectively, before the wire drawing.
  • the total specific gravity of the copper-coated magnesium alloy wire was 2.15, 3.66, and 3.93, respectively.
  • the conductivity of copper was 100%, the conductivity was 22.6%, 38.9%, and 43.0%, respectively.
  • the specific gravity and conductivity of the entire copper-coated magnesium alloy wire could be adjusted by controlling the cross-sectional area ratio of the copper coating layer.
  • the conductivity was considerably smaller than that of the copper-coated magnesium wire 10 obtained in Examples 1 and 2, which was insufficient as a coil wire with good conductivity.
  • Example 1 In Example 1, a pure aluminum wire was used instead of the magnesium wire used as the magnesium strand 1 ′. Other than that was carried out similarly to Example 1, and produced the copper covering aluminum wire drawn by the final diameter of 0.08 mm.
  • the ratio of the cross-sectional area of the copper coating layer to the total cross-sectional area of the obtained copper-coated aluminum wire was 15%, the same as before the wire drawing.
  • the total specific gravity of the copper-coated aluminum wire was 3.63.
  • the tensile strength was 108 MPa.
  • the conductivity was 66.9% when the conductivity of copper was 100%.
  • the specific gravity was larger than that of the copper-coated magnesium wire obtained in Example 1, and the tensile strength was considerably small, but the conductivity was high.

Abstract

【課題】軽量なコイル用線材への要請に応える銅被覆マグネシウム線及びその製造方法を提供する。 【解決手段】マグネシウムからなる芯材１と、その芯材１の表面に設けられた銅又は銅合金からなる銅被覆層２とを有する銅被覆マグネシウム線１０により上記課題を解決する。この銅被覆マグネシウム線１０では、銅被覆層２の表面には伸線加工痕があり、直径が０．０３ｍｍ以上、０．０８ｍｍ以下の範囲内であることが好ましい。また、銅被覆層２の厚さが、全体の断面積比で５％以上、３０％以下の範囲内であることが好ましい。銅被覆層２の外周側に絶縁被覆層３が設けられていてもよい。

Description

銅被覆マグネシウム線及びその製造方法
　本発明は、銅被覆マグネシウム線及びその製造方法に関する。
　ボイスコイルモータで使用されるコイル、光ピックアップ用レンズ駆動アクチュエータで使用されるコイル、空芯コイル、ボイスコイル等のコイルでは、その軽量化が求められている。コイルの軽量化技術として種々の技術が提案されているが、その一つに電線の軽量化がある。
　従来、電線の軽量化として、比重が銅の約３分の１のアルミニウムを用いた複合アルミニウム線が提案されている（特許文献１～３）。
　特許文献１には、銅－アルミニウム複合材に関し、銅とアルミニウム又はアルミニウム合金との界面にニッケル層を設けて接合強度を向上させる技術が提案されている。この文献では、ニッケルを間に介した銅クラッドアルミニウム線も提案されており、２本の銅ニッケル複合条をアルミニウム線の周囲に圧延圧接する方法や、１本の銅ニッケル複合条をアルミニウム線の周囲にシーム溶接する方法が記載されている。
　特許文献２には、軽量化を可能としためっきアルミニウム電線、絶縁めっきアルミニウム電線及びこれらの効率的な製造方法に関する技術が提案されている。この技術は、アルミニウム導体又はアルミニウム合金導体の外周に、順次，導電性粒子又はフレークと高分子マトリクスからなる複合導電材料によるアンカー導電層、電気めっきによるストライクめっき層と厚付けめっき層からなる良導電性金属層及び絶縁被覆層を設けて絶縁めっきアルミニウム電線とするものである。
　特許文献３には、引き抜き加工時に銅皮膜が受けるストレスによる微細なクラックの発生を防止し、コイル巻線時にアルミ導体が露出し易いという問題を解決し、はんだ付け接合において十分な信頼性が得られるとともに、軽薄短小化に好適な銅被覆アルミニウム線に関する技術が提案されている。この技術は、アルミニウムからなる導体の表面上に亜鉛置換によって形成させた亜鉛薄膜の外周に、銅めっき層として、先ず電解銅めっきによって無光沢銅めっき層を形成し、次にこの外周に電解銅めっきの際にチオ尿素系添加剤等を添加することにより半光沢銅めっき層を形成して銅被覆アルミニウム線とするものである。
特開昭５６－２６６８７号公報 特開平１１－６６９６６号公報 特開２００１－２７１１９８号公報
　特許文献１～３に記載の線材は、アルミニウムを芯材とし、銅を外層に設けた複合線であり、アルミニウムの持つ軽さと、銅の持つはんだ付け性や耐食性とを有しており、コイル製品等に要求されている軽量化に応えるものである。一方、近年では、コイルの小型化により線材の細径化も要求されているが、銅被覆アルミニウム線は引張強さが銅線に比べてかなり小さく、コイル巻線時に断線して歩留まりが低下するおそれがあった。また、断線が生じやすい場合には、巻き張力を調整しなければならないという作業上の煩雑さもあった。
　本発明の目的は、軽量で高強度のコイル用線材への要請に応える銅被覆マグネシウム線及びその製造方法を提供することにある。
　（１）本発明に係る銅被覆マグネシウム線は、マグネシウムからなる芯材と、該芯材の表面に設けられた銅又は銅合金からなる銅被覆層とを有することを特徴とする。
　この発明によれば、引張強さが銅と同程度で比重が銅の約１／４であるマグネシウムを芯材としたので、軽量で高強度のコイル用線材になっている。また、マグネシウムからなる芯材の外周表面に銅又は銅合金からなる銅被覆層が設けられているので、冷間伸線加工が難しいマグネシウムの細線化が可能な構造形態になっており、より細径なコイル用線材とすることができる。その結果、専用設備を用いる熱間伸線加工を必要とせず、一般的な冷間伸線加工設備での冷間伸線が可能であり、コスト面でも利点がある。特に、コイルの小型化により線材の細径化が要求されている場合の軽量なボイスコイル用線材として好ましい。
　本発明に係る銅被覆マグネシウム線において、前記銅被覆層の表面には伸線加工痕があり、直径が０．０３ｍｍ以上、０．０８ｍｍ以下の範囲内である。
　本発明に係る銅被覆マグネシウム線において、前記銅被覆層の厚さが、全体の断面積比で５％以上、３０％以下の範囲内である。
　本発明に係る銅被覆マグネシウム線において、前記銅被覆層の外周側に絶縁被覆層が設けられている。
　（２）本発明に係る銅被覆マグネシウム線の製造方法は、マグネシウムからなる芯材と、該芯材の表面に設けられた全体の断面積比で５％以上、３０％以下の範囲内の銅又は銅合金からなる銅被覆層とを有する銅被覆マグネシウム線の製造方法であって、マグネシウム素線の外周に銅又は銅合金からなる銅被覆層が設けられた銅被覆マグネシウム素線を準備する工程と、前記銅被覆マグネシウム素線を冷間伸線加工して、直径が０．０３ｍｍ以上、０．０８ｍｍ以下の範囲内とする工程とを有することを特徴とする。
　本発明によれば、軽量で高強度のコイル用線材への要請に応えることができ、銅被覆アルミニウム線と同様に軽量であり、銅被覆アルミニウム線よりも高強度のコイル用線材を、通常の設備による冷間伸線で細径化することができる。
本発明に係る銅被覆マグネシウム線の一例を示す断面図である。 本発明に係る銅被覆マグネシウム線の他の一例を示す断面図である。 銅被覆層の表面の伸線加工痕を示す写真である。 伸線加工前の銅被覆マグネシウム線の模式図である。
　以下、本発明に係る銅被覆マグネシウム線及びその製造方法について図面を参照しつつ説明する。なお、本発明は図示の実施形態に限定されるものではない。
　本発明に係る銅被覆マグネシウム線１０は、図１及び図２に示すように、マグネシウムからなる芯材１と、その芯材１の表面に設けられた銅又は銅合金からなる銅被覆層２とを有する。
　この銅被覆マグネシウム線１０は、引張強さが銅と同程度で比重が銅の約１／４であるマグネシウムを芯材１としたので、軽量で高強度のコイル用線材になっている。また、芯材１の外周表面に銅又は銅合金からなる銅被覆層２が設けられているので、冷間伸線加工が難しいマグネシウムの細線化が可能な構造形態になっている。その結果、より細径なコイル用線材となっている。この銅被覆マグネシウム線１０は、マグネシウム線を加工する場合のような専用設備を用いる熱間伸線加工を必要とせず、一般的な冷間伸線加工設備での冷間伸線が可能であり、コスト面でも利点がある。特に、コイルの小型化により線材の細径化が要求されている場合の軽量なボイスコイル用線材として好ましい。
　以下、銅被覆マグネシウム線の構成要素について詳しく説明する。
　（芯材）
　芯材１は、マグネシウムで構成されている。ここでの「マグネシウム」は純マグネシウムのことであり、意図的に他の元素を添加したマグネシウム合金ではないという意味で用いている。マグネシウム（純マグネシウム）とは、意図的に他の元素を添加することなく、質量でマグネシウム成分が９９．０質量％以上含まれるものである。マグネシウムは、日本工業規格ＪＩＳ　Ｈ　２１５０（２００６）の「マグネシウム地金」で規定されており、これに対応する国際規格は、ＩＳＯ　８２８７（２０００）である。例えば、マグネシウム地金１種Ａ（Ｍｇ：９９．９５質量％以上、記号：ＭＩ１Ａ　Ｍｇ、対応ＩＳＯ記号：９９．９５Ａ）、マグネシウム地金１種Ｂ（Ｍｇ：９９．９５質量％以上、記号：ＭＩ１Ｂ　Ｍｇ、対応ＩＳＯ記号：９９．９５Ｂ）、マグネシウム地金２種ＭＩ２（Ｍｇ：９９．９０質量％以上）、マグネシウム地金３種Ａ（Ｍｇ：９９．８０質量％以上、記号：ＭＩ３Ａ　Ｍｇ、対応ＩＳＯ記号：９９．８０Ａ）、マグネシウム地金３種Ｂ（Ｍｇ：９９．８０質量％以上、記号：ＭＩ３Ｂ　Ｍｇ、対応ＩＳＯ記号：９９．８０Ｂ）を挙げることができる。
　上記した各マグネシウムに含まれる不可避不純物は、ＪＩＳ　Ｈ　２１５０（２００６）に記載のように、マンガン、鉄、珪素、銅、ニッケル、カルシウム等を挙げることができる。一例として、マグネシウム地金１種Ａは、不可避不純物として、アルミニウム０．０１質量％以下、マンガン０．００６質量％以下、亜鉛０．００５質量％以下、珪素０．００６質量％以下、銅０．００５質量％以下、鉄０．００３質量％以下、ニッケル０．００１質量％以下、鉛０．００５質量％以下、錫０．００５質量％以下、ナトリウム０．００３質量％以下、カルシウム０．００３質量％以下、チタン０．０１質量％以下、その他０．００５質量％以下となっている。
　上記したマグネシウムは、銅の導電率を１００％としたとき、導電率が約３５％～４５％の範囲内であり、アルミニウムの約６０％や、銅クラッドアルミニウム（ＣＣＡ）の約６６％に比べて大きな差がない。その結果、軽量なボイスコイル等のコイル用線材として好ましく使用することができる。
　一方、ＡＳＴＭ記号でＡＺ３１ＢやＡＺ３１Ｍのような３％Ａｌ－１％Ｚｎを含有するＡＺ系マグネシウム合金は、導電率が約１５％～２０％のように低い。また、ＡＳＴＭ記号でＡＺ９１のような９％Ａｌ－１％Ｚｎを含有するＡＺ系マグネシウム合金は導電率がさらに低い。こうしたマグネシウム合金は導電線として用いることは不向きであり、コイル用線材としてはあまり望ましくない。
　マグネシウムの引張強さは約１８０ＭＰａ～２５０ＭＰａ程度であり、アルミニウムの引張強さ（約６８ＭＰａ～１０７ＭＰａ程度）に比べてかなり大きく、銅の引張強さ（約２１５ＭＰａ～２６４ＭＰａ程度）と同程度である。また、マグネシウムの比重（約１．７４）は、銅の比重（約８．８９）の約１／４で軽量である。こうしたマグネシウムを芯材１として用いることは、軽量なコイルを製造するための強度のあるコイル用線材を構成する上で好ましい。
　（銅被覆層）
　銅被覆層２は、芯材１の表面に設けられた銅又は銅合金の層である。銅又は銅合金が芯材１の表面に設けられているので、容易な冷間伸線加工によって得られたものとなっている。銅としては、純銅を挙げることができ、銅合金としては、銅－銀合金、銅－ニッケル合金、銅－亜鉛合金等を挙げることができる。銅－銀合金は、銀を０．５質量％程度含む銅合金である。銅－ニッケル合金は、ニッケルを１質量％程度含む銅合金である。銅－亜鉛合金は、亜鉛を５質量％程度含む銅合金である。これらの銅合金は、銅の導電率を１００％としたとき、導電率が約８０％～９５％の範囲内であり、好ましく適用することができる。
　銅被覆層２の厚さは特に限定されないが、芯材１の表面に銅被覆層２が設けられている銅被覆マグネシウム線１０の全体の断面積比で５％以上、３０％以下の範囲内となる厚さであることが好ましい。後述の実施例に示すように、この断面積比の範囲となる厚さであることによって、導電率が約４３％～５８％程度となるため、アルミニウム線の約６０％や、銅クラッドアルミニウム（ＣＣＡ）線の約６６％に近い導電率となり、コイル用線材として好ましく使用することができる。なお、より軽量なコイルを製造するためのコイル用線材としての導電率と重さ（比重）を考慮した場合、好ましい範囲は、断面積比で５％以上、２５％以下である。
　銅被覆層２が断面積比で５％未満となる厚さである場合は、製造段階での伸線加工時に銅被覆層２が露出したり破れ易くなったりすることがある。その結果として、断線が起きやすく歩留まりが低下したり、表面が酸化しやすかったり、はんだ付けが低下したりすることがある。一方、銅被覆層２が断面積比で３０％を超える厚さである場合には、比重の大きい銅の割合が多くなって重くなったり、銅被覆層２をめっきで設けた場合におけるめっき層の偏肉が起こり易くなったりすることがある。
　なお、銅被覆層２の具体的な厚さは、銅被覆マグネシウム線１０の直径によって異なる。例えば、直径０．０８ｍｍの銅被覆マグネシウム線１０の場合には、断面積比で５％の場合は銅被覆層２の厚さは１．０μｍ程度であり、断面積比が３０％の場合は銅被覆層２の厚さは６．５μｍ程度である。
　銅被覆層２は、伸線加工前のマグネシウム素線１’の表面に銅めっき等を施すことによって設けられたものである。この銅被覆層２は、その後に伸線加工して所定の断面積比になる厚さで設けられたものである。伸線加工した後の銅被覆層２の表面には、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）の拡大図に示すような、長手方向に延びる伸線加工痕がある。この伸線加工痕により、本発明に係る銅被覆マグネシウム線１０が伸線加工によって細径化されたものであることがわかる。なお、銅めっきによって銅被覆層２を設ける場合は、銅めっき層とマグネシウムとの密着度が高まって密となり、伸線加工時に両者の剥離や断線が発生しにくいという利点がある。仮に溶接によって銅被覆層を設ける場合は、溶接時の熱でマグネシウムが酸化し易く、密着性が低下し、均一な伸線加工を行うことができない。
　銅被覆層２は芯材１の表面に設けられているが、銅被覆層２と芯材１との間には、本発明の効果を阻害しない範囲で他の元素が検出されてもよい。銅被覆層２はジンケート処理を経た後に厚付け銅めっきして設けられる。通常は、ジンケート処理した後にストライク銅めっき層と厚付け銅めっきを行うので、他の元素としては亜鉛元素が検出されることがある。また、ジンケート処理した後に無電解ニッケルめっきを行い、その後に厚付け銅めっきを行うこともある。その場合には、他の元素として、Ｎｉ、Ｐ、Ｐｄ等を挙げることができる。
　こうした銅被覆マグネシウム線１０の直径は、０．０３ｍｍ以上、０．０８ｍｍ以下の範囲内であることが好ましい。この範囲内の直径とすることにより、ボイスコイルモータで使用されるコイル、光ピックアップ用レンズ駆動アクチュエータで使用されるコイル、空芯コイル、ボイスコイル等のコイル用線材として好ましく用いることができる。
　（絶縁被覆層）
　絶縁被覆層３は、必須の構成ではないが、図２に示すように、銅被覆層２の外周に直接又は他の層を介して設けられている。こうした絶縁被覆層３を銅被覆マグネシウム線１０が備えたことで、コイル用線材として利用でき、コイル巻線を容易に行うことができる。絶縁被覆層３は、特に限定されず、従来公知のものを適用することができる。例えば、焼付け被膜、押出し被膜、テープ巻き等を挙げることができる。
　絶縁被覆層３の材質としては、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエステルイミド樹脂等の熱硬化性樹脂を挙げることができる。また、その他の絶縁被覆層３の材質としては、ポリフェニルサルファイド（ＰＰＳ）、エチレン－四フッ化エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、四フッ化エチレン－六フッ化プロピレン共重合体（ＦＥＰ）、フッ素化樹脂共重合体（ペルフルオロアルコキシフッ素樹脂：ＰＦＡ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリフェニルサルファイド（ＰＰＳ）、四フッ化エチレン－六フッ化プロピレン共重合体（ＦＥＰ）等であってもよい。
　絶縁被覆層３は、単層であってもよいし積層であってもよい。絶縁被覆層３を積層形態とする場合、前記した同一又は異なる樹脂層を設けることができる。絶縁被覆層３の厚さは、単層や積層にかかわらず特に限定されないが、通常は、３．０μｍ以上であることが好ましい。
　（製造方法）
　本発明に係る銅被覆マグネシウム線１０の製造方法は、マグネシウムからなる芯材１と、その芯材１の表面に設けられた断面積比で５％以上、３０％以下の範囲内の銅又は銅合金からなる銅被覆層２とを有する銅被覆マグネシウム線１０を製造する方法である。そして、図４に示すように、マグネシウム素線１’の外周に銅又は銅合金からなる銅被覆層２’が設けられた銅被覆マグネシウム素線１’を準備する工程（準備工程）と、銅被覆マグネシウム素線１’を冷間伸線加工して、直径が０．０３ｍｍ以上、０．０８ｍｍ以下の範囲内とする工程（伸線加工工程）とを有する。
　なお、製造された銅被覆マグネシウム線１０及びそれを構成する芯材１、銅被覆層２、絶縁被覆層３については既に説明したので、重複する部分はその説明を省略する。
　（準備工程）
　準備工程は、マグネシウム素線１’の外周に銅又は銅合金からなる銅被覆層２’が設けられた銅被覆マグネシウム素線１０’を準備する工程である。マグネシウム素線１’は、図４に示すように、芯材１の説明欄で既に説明したマグネシウムからなる素線であって、鋳造されたマグネシウムが予め所定の直径に加工されたマグネシウム素線１’である。このマグネシウム素線１’の直径は特に限定されず、その後に０．０３ｍｍ以上、０．０８ｍｍ以下の最終的な仕上がり線径に伸線加工し易いものを準備することが望ましい。一例としては、後述の実施例に示すような直径０．６ｍｍのものを挙げることができる。
　準備されたマグネシウム素線１’には、銅被覆層２’が設けられている。銅被覆層２’は、例えば０．６ｍｍのマグネシウム素線１’の外周表面に銅めっきによって設けられる。銅めっき処理は特に限定されないが、例えばジンケート処理後の厚付け銅めっきを挙げることができる。
　ジンケート処理を経る銅めっきは、亜鉛置換、ストライク銅めっき、厚付け銅めっきの順で行うプロセス、又は、亜鉛置換、亜鉛剥離、亜鉛置換、ストライク銅めっき、厚付け銅めっきの順で行うプロセスで行うことができる。また、ジンケート処理後に無電解ニッケルめっきを行い、その後に厚付け銅めっきを行うこともできる。その場合には、亜鉛置換、無電解ニッケルめっき、厚付け銅めっきの順で行うプロセス、又は、亜鉛置換、亜鉛剥離、亜鉛置換、無電解ニッケルめっき、厚付け銅めっきの順で行うプロセスで行うことができる。こうして最終的な厚付け銅めっきを行っている。厚付け銅めっきとしては、シアン化銅めっき、硫酸銅めっき、銅系（例えば銅亜鉛合金）合金めっき等の厚付け銅めっき手段を挙げることができる。
　厚付け銅めっきの厚さは、めっきした後のマグネシウム素線１’をどの程度の線径まで伸線加工するかの加工度を考慮して、最終的な仕上がり線径での断面積比が５％以上、３０％以下の範囲内になる厚さになるように設けられる。こうして伸線加工前の銅被覆マグネシウム素線１０’が準備される。
　（伸線加工工程）
　伸線加工工程は、銅被覆マグネシウム素線１０’を冷間伸線加工して、直径が０．０３ｍｍ以上、０．０８ｍｍ以下の範囲内とする工程である。冷間伸線加工は、ダイを用いた伸線加工が好ましく、加工度によって複数のダイを用いて所望の線径まで細径化する。本発明で適用する銅被覆マグネシウム素線１０’は、その表面に銅被覆層２’が設けられているので、一般的な冷間伸線加工設備を利用した冷間伸線が可能であり、その伸線速度もあまり低下させることなく行うことができる。その結果、銅被覆マグネシウム線１０の細径化を生産性よく行うことができる。
　なお、銅被覆層が設けられていないマグネシウム素線だけではそれ自体の加工性は悪く、細径化が難しい。従来のマグネシウムの細径化手段としては、太いうちは熱間加工し、細くなると冷間加工の途中で頻繁に熱処理（焼鈍）を行う必要があった。そのため、銅線等を伸線加工する通常の設備による伸線加工は困難であった。これに対し、本発明の製造方法では、銅線等を伸線加工する通常の設備による伸線加工が可能である。
　こうして伸線加工された銅被覆マグネシウム線１０は、その後、必要に応じて絶縁被覆層３を設け、コイル用線材として利用することができる。
　以下、実施例により本発明をさらに詳しく説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
　［実施例１］
　マグネシウム素線１’として、マグネシウム地金１種Ａ（Ｍｇ：９９．９５質量％以上）から直径０．６ｍｍに加工されたマグネシウム線を用いた。このマグネシウム素線１’の外周表面に銅被覆層２’を設けた。銅被覆層２’は、ジンケート処理で行った。具体的には、マグネシウム素線１’を脱脂、エッチング、デスマット（表面に付着した微粉末状黒色物質等の除去処理）、亜鉛置換、亜鉛剥離、亜鉛置換、ストライク銅めっき、厚付け銅めっきの順で行った。亜鉛置換（１回目と２回目）では、酸化亜鉛１００ｇ／Ｌ、水酸化ナトリウム４００ｇ／Ｌのジンケート浴（５０℃）を用い、５分間浸漬させて厚さ０．２μｍの亜鉛を析出させた。その後、亜鉛剥離剤（硝酸）で亜鉛を剥離し、再度前記と同じ亜鉛置換（２回目）を行った。その後、ストライク銅めっき（組成：シアン化銅３０ｇ／Ｌ、シアン化ナトリウム６０ｇ／Ｌ、ロッシェル塩６０ｇ／Ｌ、炭酸アルカリ３０ｇ／Ｌ）で厚さ１μｍの薄付け銅めっきを行い、最後に厚さ２４μｍの厚付け銅めっき（組成：硫酸銅２００ｇ／Ｌ、硫酸６０ｇ／Ｌ、添加剤５ｍｌ／Ｌ）を行った。こうして直径０．６５ｍｍの銅被覆マグネシウム素線１０’を作製した。このときの全断面積に対する銅被覆層２’の断面積比は１５％であった。
　この銅被覆マグネシウム素線１０’を４００℃で熱処理（３分間）した後、直径０．０８ｍｍまで冷間伸線加工し、銅被覆マグネシウム線１０を得た。得られた銅被覆マグネシウム線１０の全断面積に対する銅被覆層２の断面積比は、伸線加工前と同じ１５％であった。銅被覆マグネシウム線１０の全体の比重は２．８１であった。引張強さは２０８ＭＰａであった。銅の導電率を１００％とした場合の導電率は４９．０％であった。ここでは、厚付け銅めっき層の密着性が特によく、伸線加工も容易であった。その理由は、２回の亜鉛置換によって亜鉛皮膜が緻密になり、マグネシウム素線１０’上に密着性よく銅めっき層を形成できたためと考えられる。
　なお、この実施例及び下記の実施例、参考例、従来例において、比重は比重測定装置（株式会社島津製作所製、ＡＵＷ２２０Ｄ）で測定した。引張強さは卓上型引張り試験機（株式会社島津製作所製、ＥＺ－Ｔｅｓｔ）で測定した。導電率は４端子法回路を使いてデジタルマルチメーター（株式会社アドバンテスト製、Ｒ６５５１）で抵抗値を測定して導電率に換算した。各層の厚さは線の断面を研磨し、マイクロスコープ（株式会社キーエンス製、ＶＨＸ－５０００）で測定した。
　［実施例２］
　実施例１において、厚付け銅めっきの厚さを、７μｍ、４５μｍ、５８μｍの３種類に変えて、銅被覆マグネシウム素線１０’の全断面積に対する銅被覆層２’の断面積比をそれぞれ５％、２５％、３０％とした。それ以外は実施例１と同様にして、最終的な銅被覆マグネシウム線１０を得た。
　得られた銅被覆マグネシウム線１０の全断面積に対する銅被覆層２の断面積比は、それぞれ伸線加工前と同じ５％、２５％、３０％であった。銅被覆マグネシウム線１０の全体の比重はそれぞれ２．１０、３．６１、３．８９であった。引張強さはそれぞれ２０３Ｐａ、２１３ＭＰａ、２１５ＭＰａであった。銅の導電率を１００％とした場合の導電率はそれぞれ４３．０％，５５．０％、５８．０％であった。実施例１と実施例２の結果より、銅の引張強さと同程度の高い引張強さを持ち、銅被覆層の断面積比をコントロールすることにより銅被覆マグネシウム線全体の比重と導電率を調整することができた。その結果、軽量で導電率のよい高強度のコイル用線材として好ましい銅被覆マグネシウム線１０を得ることができた。
　［実施例３］
　実施例１において、ジンケート処理での亜鉛置換を１回とし、脱脂、エッチング、デスマット、亜鉛置換、ストライク銅めっき、厚付け銅めっきの順で行った。各処理は実施例１と同様とし、それ以外も実施例１と同様にして、直径０．６５ｍｍの銅被覆マグネシウム素線１０’を作製した。その後も実施例１と同様に伸線加工し、最終的な銅被覆マグネシウム線１０を得た。ここでの厚付け銅めっき層の密着性は、実施例１の場合よりもやや低かったが、伸線加工も問題なく行うことができた。
　［参考例１］
　実施例１において、マグネシウム素線１’として用いたマグネシウム線に代えて、ＡＺ３１合金（ＡＳＴＭ記号）の３％Ａｌ－１％Ｚｎを含有するＡＺ系マグネシウム合金素線を用いた。それ以外は実施例１と同様にして、最終的な直径０．０８ｍｍｍに伸線加工した銅被覆マグネシウム合金線を作製した。
　得られた銅被覆マグネシウム合金線の全断面積に対する銅被覆層の断面積比は、伸線加工前と同じ１５％であった。銅被覆マグネシウム合金線の全体の比重は２．８６であった。引張強さは２９０ＭＰａであった。銅の導電率を１００％とした場合の導電率は３０．７％であった。比重は実施例１で得られた銅被覆マグネシウム線と同程度であったが、導電率は約１８％も低下した。
　［参考例２］
　実施例２の場合と同様、参考例１において、厚付け銅めっきの厚さを、７μｍ、４５μｍ、５８μｍの３種類に変えて、銅被覆マグネシウム合金素線の全断面積に対する銅被覆層の断面積比をそれぞれ５％、２５％、３０％とした。それ以外は参考例１及び実施例１と同様にして、最終的な銅被覆マグネシウム合金線を得た。
　得られた銅被覆マグネシウム合金線の全断面積に対する銅被覆層の断面積比は、それぞれ伸線加工前と同じ５％、２５％、３０％であった。銅被覆マグネシウム合金線の全体の比重はそれぞれ２．１５、３．６６、３．９３であった。銅の導電率を１００％とした場合の導電率はそれぞれ２２．６％，３８．９％、４３．０％であった。参考例１と参考例２の結果より、銅被覆層の断面積比をコントロールすることにより、銅被覆マグネシウム合金線全体の比重と導電率を調整することができた。しかし、導電率は実施例１，２で得られた銅被覆マグネシウム線１０に比べてかなり小さく、導電率のよいコイル用線材としては不十分であった。
　［従来例１］
　実施例１において、マグネシウム素線１’として用いたマグネシウム線に代えて、純アルミニウム線を用いた。それ以外は実施例１と同様にして、最終的な直径０．０８ｍｍｍで伸線加工した銅被覆アルミニウム線を作製した。
　得られた銅被覆アルミニウム線の全断面積に対する銅被覆層の断面積比は、伸線加工前と同じ１５％であった。銅被覆アルミニウム線の全体の比重は３．６３であった。引張強さは１０８ＭＰａであった。銅の導電率を１００％とした場合の導電率は６６．９％であった。比重は実施例１で得られた銅被覆マグネシウム線よりも大きく、引張強さはかなり小さかったが、導電率は高かった。
　１　芯材
　１’　マグネシウム素線
　２　銅被覆層
　２’　銅被覆層
　３　絶縁被覆層
　１０　銅被覆マグネシウム線
　１０’　銅被覆マグネシウム素線

Claims (5)

  1. 　マグネシウムからなる芯材と、該芯材の表面に設けられた銅又は銅合金からなる銅被覆層とを有することを特徴とする銅被覆マグネシウム線。
  2. 　前記銅被覆層の表面には伸線加工痕があり、直径が０．０３ｍｍ以上、０．０８ｍｍ以下の範囲内である、請求項１に記載の銅被覆マグネシウム線。
  3. 　前記銅被覆層の厚さが、全体の断面積比で５％以上、３０％以下の範囲内である、請求項１又は２に記載の銅被覆マグネシウム線。
  4. 　前記銅被覆層の外周側に絶縁被覆層が設けられている、請求項１～３のいずれか１項に記載の銅被覆マグネシウム線。
  5. 　マグネシウムからなる芯材と、該芯材の表面に全体の断面積比で５％以上、３０％以下の範囲内の設けられた銅又は銅合金からなる銅被覆層とを有する銅被覆マグネシウム線の製造方法であって、
    　マグネシウム素線の外周に銅又は銅合金からなる銅被覆層が設けられた銅被覆マグネシウム素線を準備する工程と、
    　前記銅被覆マグネシウム素線を冷間伸線加工して、直径が０．０３ｍｍ以上、０．０８ｍｍ以下の範囲内とする工程とを有することを特徴とする銅被覆マグネシウム線の製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7042645B2 (ja) * 2018-02-15 2022-03-28 東京特殊電線株式会社 銅被覆マグネシウム線、その絶縁電線及び複合電線

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001271198A (ja) * 2000-03-24 2001-10-02 Totoku Electric Co Ltd 銅被覆アルミニウム線
JP2016076491A (ja) * 2014-10-07 2016-05-12 ジャパンファインスチール株式会社 通信用クラッドワイヤおよびコード

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5626687A (en) 1979-08-07 1981-03-14 Furukawa Electric Co Ltd:The Production for copper-aluminum composite material
JP3346535B2 (ja) 1997-08-27 2002-11-18 東京特殊電線株式会社 めっきアルミニウム電線、絶縁めっきアルミニウム電線およびこれらの製造方法
DE10025106A1 (de) * 2000-05-20 2001-11-22 Stolberger Metallwerke Gmbh Elektrisch leitfähiges Metallband und Steckverbinder hieraus
CN100436041C (zh) * 2005-05-30 2008-11-26 李亚芳 铜包铝镁合金丝
US8501301B2 (en) * 2006-09-08 2013-08-06 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Magnesium alloy member and method of manufacturing the same
CN100575561C (zh) * 2007-08-24 2009-12-30 仲庆 铜包铝丝或铜包铝镁合金丝的电镀制备方法
CN101149997A (zh) * 2007-11-09 2008-03-26 大连科尔奇新材料研发有限公司 铜/铝镁合金复合线材及其淬火制造方法
CN101202130B (zh) * 2007-12-06 2010-08-04 崔晓明 一种铜包稀土铝镁合金导线的生产方法
CN101650983A (zh) * 2009-07-09 2010-02-17 深圳市神州线缆有限公司 对称电缆用铜包铝镁导体线及其制造方法
CN102592747A (zh) * 2010-05-08 2012-07-18 深圳市神州线缆有限公司 一种通信电缆用铜包铝镁导体线制造方法
CN102486948B (zh) * 2010-12-02 2014-07-09 吴江市神州双金属线缆有限公司 极细漆包线以及其加工工艺
CN104200869A (zh) * 2014-09-06 2014-12-10 丹阳市明琪金属制品有限公司 一种铜包铝镁合金导线及其生产方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001271198A (ja) * 2000-03-24 2001-10-02 Totoku Electric Co Ltd 銅被覆アルミニウム線
JP2016076491A (ja) * 2014-10-07 2016-05-12 ジャパンファインスチール株式会社 通信用クラッドワイヤおよびコード

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