WO2021001928A1 - 銅被覆鋼線、撚線、絶縁電線およびケーブル - Google Patents

銅被覆鋼線、撚線、絶縁電線およびケーブル Download PDF

Info

Publication number
WO2021001928A1
WO2021001928A1 PCT/JP2019/026315 JP2019026315W WO2021001928A1 WO 2021001928 A1 WO2021001928 A1 WO 2021001928A1 JP 2019026315 W JP2019026315 W JP 2019026315W WO 2021001928 A1 WO2021001928 A1 WO 2021001928A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
copper
mass
wire
coated steel
core wire
Prior art date
Application number
PCT/JP2019/026315
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
匠 赤田
大五 佐藤
Original Assignee
住友電気工業株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 住友電気工業株式会社 filed Critical 住友電気工業株式会社
Priority to US17/612,538 priority Critical patent/US20220328210A1/en
Priority to PCT/JP2019/026315 priority patent/WO2021001928A1/ja
Priority to DE112019007523.3T priority patent/DE112019007523T5/de
Priority to CN201980096257.2A priority patent/CN113811958B/zh
Priority to JP2021529599A priority patent/JP7259959B2/ja
Publication of WO2021001928A1 publication Critical patent/WO2021001928A1/ja

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B5/00—Non-insulated conductors or conductive bodies characterised by their form
    • H01B5/02—Single bars, rods, wires, or strips
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/02—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of metals or alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/001—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing N
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B7/00—Insulated conductors or cables characterised by their form
    • H01B7/17—Protection against damage caused by external factors, e.g. sheaths or armouring
    • H01B7/18—Protection against damage caused by wear, mechanical force or pressure; Sheaths; Armouring
    • H01B7/22—Metal wires or tapes, e.g. made of steel

Definitions

  • This disclosure relates to copper coated steel wires, stranded wires, insulated wires and cables.
  • a copper-coated steel wire whose surface is coated with copper may be adopted (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
  • the copper-coated steel wire according to the present disclosure includes a steel core wire and a coating layer made of copper or a copper alloy that covers the outer peripheral surface of the core wire.
  • the value of the ten-point average roughness Rzjis of the outer peripheral surface of the core wire is 50% or more and 250% or less of the thickness of the coating layer.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing the structure of the copper-coated steel wire according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a flowchart showing an outline of a method for manufacturing a copper-coated steel wire.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view for explaining a method for manufacturing a copper-coated steel wire.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view for explaining a method for manufacturing a copper-coated steel wire.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view for explaining a method for manufacturing a copper-coated steel wire.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a first modification of the copper-coated steel wire according to the first embodiment.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing the structure of the copper-coated steel wire according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a flowchart showing an outline of a method for manufacturing a copper-coated steel wire.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing a second modification of the copper-coated steel wire according to the first embodiment.
  • FIG. 8 is a perspective view showing the structure of the stranded wire according to the second embodiment.
  • FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing the structure of the insulated wire according to the third embodiment.
  • FIG. 10 is a schematic cross-sectional view showing the structure of the cable according to the fourth embodiment.
  • FIG. 11 is a schematic perspective view of the bending test apparatus.
  • FIG. 12 is a schematic view for explaining a measurement method of a bending test.
  • FIG. 13 is a schematic view for explaining the measurement method of the bending test.
  • FIG. 14 is a diagram showing the results of the bending test.
  • FIG. 15 is a diagram showing the results of the bending test.
  • FIG. 16 is a diagram showing the results of the bending test.
  • FIG. 17 is a diagram showing the results of the bending test.
  • the copper-coated steel wire includes a core wire and a coating layer made of copper or a copper alloy. Copper-coated steel wire may be used in applications where it is twisted and processed into a predetermined shape. When the copper-coated steel wire is twisted and processed, cracks occur at the interface of the coating layer with the core wire, which may cause a decrease in conductivity or breakage of the steel wire. Therefore, one of the purposes is to provide a copper-coated steel wire capable of suppressing the occurrence of cracks at the interface of the coating layer with the core wire.
  • the copper-coated steel wire of the present disclosure includes a core wire made of steel and a coating layer made of copper or a copper alloy, which covers the outer peripheral surface of the core wire.
  • the value of the ten-point average roughness Rzjis of the outer peripheral surface of the core wire is 50% or more and 250% or less of the thickness of the coating layer.
  • the steel core wire of the present disclosure high strength is ensured by the steel core wire.
  • a coating layer made of copper or a copper alloy ensures excellent conductivity.
  • the value of the ten-point average roughness Rzjis of the outer peripheral surface of the core wire is set to 50% or more and 250% or less of the thickness of the coating layer.
  • the value of Rzjis By setting the value of Rzjis to 50% or more, the bonding strength between the core wire and the coating layer can be reliably improved. If the value of Rzjis exceeds 250%, the conductivity of the coating layer may decrease. Therefore, the value of Rzjis is preferably 250% or less of the thickness of the coating layer. As described above, according to the copper-coated steel wire of the present disclosure, it is possible to suppress the occurrence of cracks at the interface of the coating layer with the core wire.
  • the value of the arithmetic mean roughness Ra of the outer peripheral surface of the core wire in the cross section perpendicular to the longitudinal direction of the core wire may be 25% or more and 70% or less of the thickness of the coating layer.
  • the bonding strength between the core wire and the coating layer can be more reliably improved.
  • the value of Ra to 70% or less of the thickness of the coating layer the strength of the core wire can be sufficiently maintained.
  • the steel constituting the core wire may be ferritic stainless steel. By using ferritic stainless steel, corrosion of the core wire can be suppressed.
  • the steel constituting the core wire may be austenitic stainless steel. By using austenitic stainless steel, corrosion of the core wire can be suppressed.
  • the component composition of the austenitic stainless steel may satisfy the following formula (1).
  • An austenitic stainless steel having a component composition satisfying the following formula (1) is suitable as a material constituting the core wire.
  • A is the carbon content [mass%]
  • B is the nitrogen content [mass%]
  • C is the silicon content [mass%]
  • D is the manganese content [mass%].
  • Mass% E is the nickel content [mass%]
  • F is the chromium content [mass%].
  • the steel constituting the core wire may have a pearlite structure.
  • Steel having a pearlite structure is suitable as a material constituting the core wire.
  • the steel constituting the core wire contains carbon of 0.5% by mass or more and 1.0% by mass or less, silicon of 0.1% by mass or more and 2.5% by mass or less, and 0.3% by mass. It may contain manganese of% or more and 0.9% by mass or less, and the balance may be iron and unavoidable impurities.
  • the steel constituting the core wire is 0.1% by mass or more and 0.4% by mass or less of nickel, 0.1% by mass or more and 1.8% by mass or less of chromium, and 0.1% by mass. It may further contain one or more elements selected from the group consisting of% or more and 0.4% by mass or less of molybdenum and 0.05% by mass or more and 0.3% by mass or less of vanadium.
  • composition of the steel constituting the core wire is preferably in the above range.
  • Carbon 0.5% by mass or more and 1.0% by mass or less Carbon is an element that has a great influence on the strength of steel. From the viewpoint of obtaining sufficient strength as the core wire of the copper-coated steel wire, the carbon content is preferably 0.5% by mass or more. On the other hand, if the carbon content is high, the toughness is lowered and processing may be difficult. From the viewpoint of ensuring sufficient toughness, the carbon content is preferably 1.0% by mass or less. From the viewpoint of further improving the strength, the carbon content is more preferably 0.6% by mass or more, and further preferably 0.8% by mass or more. From the viewpoint of improving toughness and facilitating processing, the carbon content is more preferably 0.95% by mass or less.
  • Silicon 0.1% by mass or more and 2.5% by mass or less Silicon is an element added as an antacid in the refining of steel.
  • the silicon content is preferably 0.1% by mass or more, and more preferably 0.12% by mass or more.
  • silicon functions as a carbide-forming element in steel and has softening resistance, which is a property of suppressing softening due to heating. From the viewpoint of suppressing softening due to heating during production and use of the copper-coated steel wire, the silicon content is preferably 0.8% by mass or more, and may be 1.8% by mass or more. On the other hand, excessive addition of silicon reduces toughness.
  • the silicon content is preferably 2.5% by mass or less, more preferably 2.3% by mass or less, and further preferably 2.2% by mass or less. From the viewpoint of emphasizing toughness, the silicon content may be 1.0% by mass or less.
  • Manganese 0.3% by mass or more and 0.9% by mass or less
  • Manganese is an element added as a deoxidizer in steel refining like silicon. In order to fulfill the function as a deoxidizer, the manganese content is preferably 0.3% by mass or more. On the other hand, when manganese is added excessively, the toughness and workability in hot working are lowered. Therefore, the manganese content is preferably 0.9% by mass or less.
  • Phosphorus and sulfur are inevitably mixed in the steel constituting the core wire in the core wire manufacturing process. Phosphorus and sulfur, when present in excess, cause intergranular segregation and form inclusions, deteriorating the properties of steel. Therefore, the contents of phosphorus and sulfur are preferably 0.025% by mass or less, respectively. The total content of unavoidable impurities is preferably 0.3% by mass or less.
  • Nickel 0.1% by mass or more and 0.4% by mass or less
  • nickel may be added in an amount of 0.1% by mass or more.
  • the amount of nickel added is preferably 0.4% by mass or less.
  • Chromium 0.1% by mass or more and 1.8% by mass or less Chromium functions as a carbide-forming element in steel and contributes to the miniaturization of the metal structure due to the formation of fine carbides and the suppression of softening during heating. From the viewpoint of surely exerting such an effect, chromium may be added in an amount of 0.1% by mass or more, 0.2% by mass or more, and further 0.5% by mass or more. On the other hand, excessive addition of chromium causes a decrease in toughness. Therefore, the amount of chromium added is preferably 1.8% by mass or less. The above effect due to the addition of chromium becomes particularly remarkable due to the coexistence with silicon and vanadium. Therefore, chromium is preferably added together with these elements.
  • molybdenum 0.1% by mass or more and 0.4% by mass or less
  • molybdenum may be added in an amount of 0.1% by mass or more.
  • the amount of molybdenum added is preferably 0.4% by mass or less.
  • Vanadium 0.05% by mass or more and 0.3% by mass or less Vanadium functions as a carbide-forming element in steel, and contributes to the refinement of the metal structure due to the formation of fine carbides and the suppression of softening during heating. From the viewpoint of surely exerting such an effect, vanadium may be added in an amount of 0.05% by mass or more. On the other hand, excessive addition of vanadium reduces toughness. From the viewpoint of ensuring sufficient toughness, the amount of vanadium added is preferably 0.3% by mass or less. The above effect due to the addition of vanadium becomes particularly remarkable due to the coexistence with silicon and chromium. Therefore, vanadium is preferably added together with these elements.
  • the thickness of the coating layer is the maximum value and the minimum value so as to be adjacent to each other in the circumferential direction of the core wire, and the maximum value is h 1 and the minimum value.
  • H 2 the average value of the thickness of the coating layer is t
  • the maximum value of the difference between h 1 and h 2 is h 3
  • a plurality of first regions satisfying the following equation (2) may be included.
  • the wire diameter may be 0.01 mm or more and 1 mm or less.
  • the copper-coated steel wire of the present disclosure is particularly suitable for steel wire having a wire diameter in this range.
  • the "wire diameter” means the diameter of the copper-coated steel wire when the cross section perpendicular to the longitudinal direction is circular. When the cross section has a diameter other than the circle diameter, it means the diameter of the circle having the smallest area among the circles circumscribing the cross section.
  • the stranded wire of the present disclosure is composed of a plurality of the above copper-coated steel wires twisted together. According to the stranded wire of the present disclosure, by having the structure in which the copper-coated steel wire is twisted, it is possible to suppress the occurrence of cracks at the interface of the coating layer with the core wire. Therefore, it is possible to provide a stranded wire having excellent durability.
  • the insulated wire of the present disclosure includes the copper-coated steel wire or the stranded wire, and an insulating layer arranged so as to cover the outer periphery of the copper-coated steel wire or the stranded wire. According to the insulated wire of the present disclosure, the occurrence of cracks at the interface of the coating layer with the core wire can be suppressed by including the copper-coated steel wire or the stranded wire. Therefore, it is possible to provide an insulated wire having excellent durability.
  • the cable of the present disclosure may include a linear conductor portion, an insulating layer arranged so as to cover the outer peripheral surface of the conductor portion, and a shield portion arranged so as to surround the outer peripheral surface of the insulating layer.
  • the shield portion includes the plurality of copper-coated steel wires. According to the cable of the present disclosure, the durability of the shield portion can be improved by including the plurality of copper-coated steel wires in the shield portion.
  • the cable of the present disclosure includes the copper-coated steel wire or the stranded wire, an insulating layer arranged so as to cover the outer periphery of the copper-coated steel wire or the stranded wire, and a shield arranged so as to surround the outer peripheral surface of the insulating layer. Includes part and. According to the cable of the present disclosure, the occurrence of cracks at the interface of the coating layer with the core wire can be suppressed by including the copper-coated steel wire or the stranded wire. Therefore, it is possible to provide a cable having excellent durability.
  • the shield portion may include a plurality of the copper-coated steel wires.
  • the durability of the shield portion can be improved.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the core wire.
  • the copper-coated steel wire 1 in the present embodiment includes a core wire 10 and a coating layer 20.
  • the wire diameter of the copper-coated steel wire 1 in the present embodiment is 0.01 mm or more and 1 mm or less.
  • the steel constituting the core wire 10 has a pearlite structure.
  • the coating layer 20 covers the outer peripheral surface 11 of the core wire 10.
  • the coating layer 20 is made of copper or a copper alloy.
  • the cross section of the copper-coated steel wire 1 perpendicular to the longitudinal direction is circular.
  • the steel constituting the core wire 10 contains 0.5% by mass or more and 1.0% by mass or less of carbon, 0.1% by mass or more and 2.5% by mass or less of silicon, and 0.3% by mass. It contains% or more and 0.9% by mass or less of manganese, and the balance is iron and unavoidable impurities.
  • the value of the ten-point average roughness Rzjis of the outer peripheral surface 11 of the core wire 10 is 50% or more and 250% or less of the thickness of the coating layer 20.
  • the value of Rzjis on the outer peripheral surface 11 of the core wire 10 is preferably 75% or more and 190% or less, and more preferably 90% or more and 160% or less.
  • the measurement of the ten-point average roughness Rzjis is carried out by, for example, the following method. First, a sample is taken from the copper-coated steel wire 1. Then, the cross section perpendicular to the longitudinal direction of the obtained sample is polished.
  • Rzjis of the outer peripheral surface 11 of the core wire 10 is derived.
  • Rzjis is obtained by measuring the entire outer peripheral surface 11 of the core wire 10 based on JIS B 0601: 2013. Further, the thickness of the coating layer 20 can be determined as follows. First, the area of the core wire 10 in the cross section perpendicular to the longitudinal direction is measured. Next, the radius (circle equivalent radius) of the circle (shown by the broken line in FIG. 1) corresponding to the obtained area is calculated. Then, the difference between the radius of the copper-coated steel wire 1 and the radius corresponding to the circle of the core wire 10 is defined as the thickness t of the coating layer 20.
  • the thickness t of the coating layer 20 is an average value of the thicknesses of the coating layer 20.
  • the value of the arithmetic mean roughness Ra of the outer peripheral surface 11 of the core wire 10 is 25% or more and 70% or less of the thickness t of the coating layer 20 in the cross section perpendicular to the longitudinal direction.
  • the value of Ra on the outer peripheral surface 11 of the core wire 10 is preferably 30% or more and 70% or less, and more preferably 35% or more and 55% or less.
  • the measurement of the arithmetic mean roughness Ra is carried out by, for example, the following method. First, a sample is taken from the copper-coated steel wire 1. Then, the cross section perpendicular to the longitudinal direction of the obtained sample is polished. Next, Ra of the outer peripheral surface 11 of the core wire 10 is derived by observing the interface of the core wire 10 of the polished surface with the coating layer 20. Ra is obtained by measuring the entire outer peripheral surface 11 of the core wire 10 based on JIS B 0601: 2013.
  • the raw material steel wire preparation step is first carried out as the step (S10).
  • a steel wire to be the core wire 10 is prepared. Specifically, C of 0.5% by mass or more and 1.0% by mass or less, Si of 0.1% by mass or more and 2.5% by mass or less, and 0.3% by mass or more and 0.9% by mass or less.
  • a steel wire containing Mn and having the balance composed of Fe and unavoidable impurities is prepared.
  • the steel constituting the steel wire is Ni of 0.1% by mass or more and 0.4% by mass or less, Cr of 0.1% by mass or more and 1.8% by mass or less, and 0.1% by mass or more and 0.4% by mass or less. It may further contain one or more elements selected from the group consisting of Mo and 0.05% by mass or more and 0.3% by mass or less of V.
  • the patenting process is carried out as the process (S20).
  • the raw steel wire prepared in the step (S10) is patented. Specifically, after the raw steel wire is heated to a temperature range above the austenitizing temperature (A1 point), it is rapidly cooled to a temperature range higher than the MS point, and a heat treatment is carried out to maintain the temperature range. As a result, the metal structure of the raw steel wire becomes a fine pearlite structure with a small lamella spacing.
  • the treatment of heating the raw steel wire to a temperature range of A1 point or higher is carried out in an inert gas atmosphere from the viewpoint of suppressing the occurrence of decarburization.
  • the first wire drawing step is carried out as the step (S30).
  • the raw steel wire subjected to the patenting in the step (S20) is drawn.
  • a core wire 10 having a pearlite structure and having a circular cross section perpendicular to the longitudinal direction is obtained.
  • a roughening step is carried out as a step (S40).
  • a roughening treatment for increasing the surface roughness is performed on the core wire 10 obtained by performing the wire drawing process in the step (S30).
  • the outer peripheral surface 11 of the core wire 10 is brought into contact with an acid such as hydrochloric acid or sulfuric acid to increase the surface roughness.
  • Hydrochloric acid having a concentration of, for example, 35% can be used.
  • the concentration of sulfuric acid can be, for example, 65%.
  • a pickling treatment may be carried out for the purpose of cleaning the surface of the steel wire and removing the oxide film.
  • the roughening treatment in the step (S40) is different from the general pickling treatment, and the roughening treatment is performed by using a high-concentration acid or a highly corrosive acid or by prolonging the contact time with the acid. Achieve the conversion.
  • the surface roughness Ra at this point can be, for example, 0.8 ⁇ m or more.
  • the roughening treatment instead of the treatment of contacting with acid, or in addition to the treatment of contacting with acid, the non-woven fabric for polishing is mechanically moved while being pressed against the outer peripheral surface 11 of the core wire 10. A process for achieving roughening may be carried out.
  • a coating layer forming step is carried out as a step (S50).
  • a coating layer 20 made of Cu or a Cu alloy is used so as to cover the outer peripheral surface 11 of the core wire 10 subjected to the roughening treatment in the step (S40). Is formed.
  • the thickness of the coating layer 20 formed in the step (S50) is, for example, 30 ⁇ m or more and 90 ⁇ m or less.
  • the coating layer 20 may be formed by, for example, plating, or may be formed as a clad layer obtained by mechanically integrating a separately prepared member to be the coating layer 20 with the core wire 10.
  • the second wire drawing step is carried out as the step (S60).
  • the core wire 10 on which the coating layer 20 is formed in the step (S50) is drawn.
  • the degree of processing (surface reduction rate) and true strain in the step (S60) can be, for example, 90% or more and 2.3 or more, respectively.
  • the value of the ten-point average roughness Rzjis of the outer peripheral surface 11 of the core wire 10 is 50% or more and 250% of the thickness of the coating layer 20 in the cross section perpendicular to the longitudinal direction of the core wire 10. It is set to the following.
  • the bonding strength between the core wire 10 and the coating layer 20 is increased.
  • the occurrence of cracks at the interface 20A of the coating layer 20 with the core wire 10 can be suppressed.
  • the value of Rzjis By setting the value of Rzjis to 50% or more, the bonding strength between the core wire 10 and the coating layer 20 can be reliably improved.
  • the value of Rzjis exceeds 250%, the conductivity of the coating layer 20 may decrease. Therefore, the value of Rzjis is preferably 250% or less of the thickness of the coating layer 20. As described above, according to the copper-coated steel wire 1 in the present embodiment, it is possible to suppress the occurrence of cracks at the interface 20A of the coating layer 20 with the core wire 10.
  • the value of the arithmetic mean roughness Ra of the outer peripheral surface 11 of the core wire 10 in the cross section perpendicular to the longitudinal direction of the core wire 10 is 25% or more and 70% or less of the thickness of the coating layer 20. It is not essential to set the Ra value in the above range, but by setting the Ra value to 25% or more of the thickness of the coating layer 20, the bonding strength between the core wire 10 and the coating layer 20 is more reliably improved. be able to. By setting the value of Ra to 70% or less of the thickness of the coating layer 20, the strength of the core wire 10 can be sufficiently maintained.
  • the steel constituting the core wire 10 has a pearlite structure
  • the present invention is not limited to this, and ferritic stainless steel or austenitic stainless steel may be used.
  • ferritic stainless steel or austenitic stainless steel By using ferritic stainless steel or austenitic stainless steel, corrosion of the core wire can be suppressed.
  • the steel constituting the core wire 10 is an austenitic stainless steel, it is preferable that the component composition of the stainless steel satisfies the following formula (1).
  • A is the carbon content [mass%]
  • B is the nitrogen content [mass%]
  • C is the silicon content [mass%]
  • D is the manganese content [mass%].
  • Mass% E is the nickel content [mass%]
  • F is the chromium content [mass%].
  • the steel constituting the core wire 10 includes carbon of 0.55% by mass or more and 0.7% by mass or less, silicon of 1.35% by mass or more and 2.3% by mass or less, and 0.3. It contains manganese of mass% or more and 0.9 mass% or less, chromium of 0.2 mass% or more and 1.8 mass% or less, and vanadium of 0.05 mass% or more and 0.30 mass% or less, and the balance. May be iron and unavoidable impurities. By adopting a steel having such a component composition as the steel constituting the core wire 10, high durability can be obtained more reliably.
  • the silicon content of the steel constituting the core wire 10 may be 1.35% by mass or more and 2.3% by mass or less.
  • the silicon content By setting the silicon content to 1.35% by mass or more, softening during heat treatment during processing of the copper-coated steel wire 1 can be suppressed.
  • the silicon content By setting the silicon content to 2.3 mass or less, a decrease in toughness can be suppressed.
  • the steel constituting the core wire 10 contains carbon of 0.6% by mass or more and 1.0% by mass or less, silicon of 0.12% by mass or more and 0.32% by mass or less, and 0.3. It may contain manganese of mass% or more and 0.9 mass% or less, and the balance may be iron and unavoidable impurities.
  • the steel constituting the core wire 10 includes carbon of 0.6% by mass or more and 1.0% by mass or less, silicon of 0.7% by mass or more and 1.0% by mass or less, and 0.3. It may contain manganese of mass% or more and 0.9 mass% or less, and the balance may be iron and unavoidable impurities.
  • the coating layer 20 may be a plating layer, and the oxygen concentration at the interface 20A of the coating layer 20 with the core wire 10 may be 10% by mass or less.
  • the oxygen concentration at the interface 20A of the coating layer 20 with the core wire 10 is preferably 5% by mass or less, and more preferably 3% by mass or less.
  • the oxygen concentration at the interface 20A of the coating layer 20 with the core wire 10 is, for example, with respect to a square region having a side of 300 ⁇ m including the interface 20A with the core wire 10 of the coating layer 20 in a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the copper-coated steel wire 1. It can be measured by carrying out a quantitative analysis by EDS (Energy Dispersive X-ray Spectrometry).
  • the coating layer 20 has a thickness of the coating layer 20 so as to be adjacent to each other in the circumferential direction of the core wire 10.
  • the maximum value is h 1
  • the minimum value is h 2
  • the average value of the thickness of the coating layer is t
  • the maximum value of the difference between h 1 and h 2 is h 3.
  • a plurality of first regions 12 satisfying 2) may be included.
  • the tensile strength may be 500 MPa or more and 3800 MPa or less. By setting the tensile strength to 500 MPa or more, sufficient strength can be obtained as the copper-coated steel wire 1. Sufficient toughness can be ensured by setting the tensile strength to 3800 MPa or less. The tensile strength is measured based on, for example, JIS Z 2241.
  • the conductivity may be 5% IACS or more and 90% IACS or less.
  • IACS is an abbreviation for International Annealed Copper Standard. By doing so, sufficient conductivity can be ensured in various applications.
  • FIG. 6 is an enlarged view showing the vicinity of the interface 20A of the coating layer 20 with the core wire 10 in a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the core wire 10.
  • the coating layer 20 in this modification includes an intermediate layer 19 arranged in a region including an interface 20A with the core wire 10.
  • the intermediate layer 19 is an alloy layer of a metal element contained in the steel constituting the core wire 10 and a metal element contained in copper or a copper alloy constituting the coating layer 20, and a metal element contained in the steel constituting the core wire 10.
  • at least one of an oxide layer containing copper or a metal element contained in a copper alloy constituting the coating layer 20 is an alloy layer of a metal element contained in the steel constituting the core wire 10 and a metal element contained in copper or a copper alloy constituting the coating layer 20, and a metal element contained in the steel constituting the core wire 10.
  • at least one of an oxide layer containing copper or a metal element contained in a copper alloy constituting the coating layer 20 is an alloy layer of a metal element contained
  • the presence of the intermediate layer 19 is not essential in the copper-coated steel wire of the present application, but by forming the intermediate layer 19, the bonding force between the core wire 10 and the coating layer 20 is increased, and the core wire 10 of the coating layer 20 is formed. The occurrence of cracks at the interface 20A can be suppressed more reliably.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of the core wire 10 in a cross section perpendicular to the longitudinal direction.
  • the copper-coated steel wire 1 in this modification includes a surface layer 30 arranged so as to include the surface of the copper-coated steel wire 1.
  • the surface layer 30 includes at least one selected from the group consisting of a gold layer, a silver layer, a tin layer, a palladium layer, a nickel layer and an alloy layer of these metals.
  • the presence of the surface layer 30 is not essential in the copper-coated steel wire of the present application, but the inclusion of the surface layer 30 can improve the corrosion resistance, solderability, and conductivity on the surface of the copper-coated steel wire 1.
  • FIG. 8 also shows a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the copper-coated steel wire 1.
  • the stranded wire 100 in the present embodiment is configured by twisting a plurality of copper-coated steel wires 1 of the above-described first embodiment. In the present embodiment, it has a structure in which seven copper-coated steel wires 1 are twisted together. Each copper-coated steel wire 1 included in the stranded wire 100 is the copper-coated steel wire of the first embodiment.
  • the stranded wire 100 in the present embodiment has a structure in which the copper-coated steel wire 1 of the first embodiment is twisted, it is possible to suppress the occurrence of cracks at the interface 20A of the coating layer 20 with the core wire 10. .. Therefore, it is possible to provide the stranded wire 100 having excellent durability.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of the copper-coated steel wire 1 in a cross section perpendicular to the longitudinal direction.
  • the insulated wire 200 according to the present embodiment includes the copper-coated steel wire 1 of the first embodiment and the insulating layer 40 arranged so as to cover the outer circumference 1A of the copper-coated steel wire 1. including.
  • the occurrence of cracks at the interface 20A of the coating layer 20 with the core wire 10 can be suppressed by including the copper-coated steel wire 1 of the first embodiment.
  • an insulated electric wire 200 having excellent durability.
  • the case where the copper-coated steel wire 1 is used has been described, but the present invention is not limited to this, and the stranded wire 100 of the second embodiment may be used instead of the copper-coated steel wire 1.
  • FIG. 10 also shows a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the stranded wire, the insulating layer, the shield portion, and the protective layer.
  • the cable 300 surrounds the stranded wire 100 of the second embodiment, the insulating layer 40 arranged so as to cover the outer peripheral surface 100A of the stranded wire 100, and the outer peripheral surface 40A of the insulating layer 40.
  • a shield portion 50 to be arranged and a protective layer 60 arranged to cover the outer circumference 50A of the shield portion 50 are included.
  • the shield portion 50 includes a plurality of copper-coated steel wires 1 of the first embodiment.
  • the shield portion 50 in the present embodiment has a shape in which a plurality of copper-coated steel wires 1 of the above-described first embodiment are woven.
  • the cable 300 of the present disclosure by having a structure including the stranded wire 100, it is possible to suppress the occurrence of cracks at the interface 20A of the coating layer 20 with the core wire 10. Further, the durability of the shield portion 50 can be improved by including the plurality of copper-coated steel wires 1 in the shield portion 50. Therefore, it is possible to provide the cable 300 having excellent durability.
  • the case where the stranded wire 100 is used as the conductor portion has been described, but the present invention is not limited to this, and the copper-coated steel wire 1 in the first embodiment may be used instead of the stranded wire 100. ..
  • the shield portion 50 includes a plurality of copper-coated steel wires 1 has been described, but the present invention is not limited to this, and the shield portion 50 may be made of a wire rod other than the present embodiment.
  • the conductor portion may be composed of a wire rod other than the present embodiment, and only the shield portion 50 may include the plurality of copper-coated steel wires 1 of the above-described first embodiment.
  • the steel constituting the raw material steel wire prepared in the step (S10) contains 0.82% by mass of C, 0.22% by mass of Si, and 0.45% by mass of Mn, and the balance is Iron and steel, which is an unavoidable impurity, were adopted.
  • P was 0.011% by mass
  • S was 0.008% by mass
  • Cu was 0.000% by mass.
  • a coating layer 20 made of pure copper was formed by plating. In this way, the copper-coated steel wire 1 was produced. Then, 50 copper-coated steel wires 1 were twisted together to prepare a sample A.
  • the wire diameter of the wire before twisting the sample A is 0.45 mm, and the copper coverage is 30%.
  • the copper coverage is the ratio of the area of the coating layer 20 to the total area of the copper-coated steel wire 1 in the cross section perpendicular to the longitudinal direction of the copper-coated steel wire 1.
  • the value of Rzjis of the outer peripheral surface 11 of the core wire 10 in the sample A is 54% of the thickness t of the coating layer 20.
  • the value of Ra on the outer peripheral surface 11 of the core wire 10 in sample A is 19% of the thickness t of the coating layer 20.
  • Samples B to L were prepared in which at least one of the wire diameter, the number of twists, the value of Rzjis on the outer peripheral surface 11 of the core wire 10 and the value of Ra on the outer peripheral surface 11 of the core wire 10 was different from that of sample A.
  • samples M and N of copper alloy wire instead of copper-coated steel wire were prepared.
  • the copper alloy constituting the copper alloy wire was a copper-tin alloy.
  • the bending test apparatus 70 includes a mandrel 71, 72, a pair of jigs 73a, 73b, and a weight 74.
  • a weight 74 is attached to one end of the sample A in the longitudinal direction.
  • the load was 100 g.
  • a pair of jigs 73a, 73b are attached so as to sandwich a region including the other end portion in the longitudinal direction of the sample A.
  • Mandrel 71, 72 having a columnar shape is arranged between the weight 74 and the jigs 73a, 73b.
  • Sample A is attached so as to contact the outer peripheral surface 711 of the mandrel 71 and the outer peripheral surface 721 of the mandrel 72.
  • the mandrels 71 and 72 are arranged so as to be orthogonal to the sample A in the longitudinal direction.
  • the diameters Q of the mandrels 71 and 72 are the same (see FIGS. 12 and 13).
  • the state shown in FIG. 11 is the initial state. With reference to FIGS. 11 and 12, first, along the outer peripheral surface 711 of the mandrel 71, the sample A is bent in the direction of arrow R 1.
  • the maximum bending angle ⁇ 1 of sample A is 90 °.
  • the maximum bending angle ⁇ 2 of the sample A is 90 °.
  • FIGS. 14 to 17 The vertical axis of FIGS. 14 to 17 shows the number of bends until the sample breaks, and the horizontal axis shows the diameter Q of the mandrels 71 and 72.
  • the unit of the diameter Q of the mandrels 71 and 72 is mm. “Mandrel diameter Q” in FIGS. 14 to 17 means the diameter Q of the mandrels 71 and 72.
  • the samples A to H in which the ratio of Rzjis is in the range of 50% or more and 250% or less with respect to the tensile strength clarify the samples I to L in which the ratio of Rzjis is out of the above range. Is surpassing. Further, with respect to the yield shear stress and the maximum shear stress, Samples A to F in which the ratio of Rzjis is within the above range clearly exceeds Samples I to K in which the ratio of Rzjis is out of the range. With reference to FIGS. 14 to 17, the samples A to H in which the ratio of Rzjis is within the above range also have the ratio of Rzjis outside the above range with respect to the number of bendings until fracture. Is clearly exceeded. It is considered that this is because the occurrence of cracks at the interface 20A of the coating layer 20 with the core wire 10 was suppressed in the samples A to H in which the ratio of Rzjis was within the above range.
  • the samples A to H using the copper-coated steel wire are the samples M and N using the copper alloy wire in terms of tensile strength and the number of times of bending until fracture. Is much higher than. Further, referring to Table 1, Samples A to H, which are copper-coated steel wires, greatly exceed Sample M in terms of yield shear stress and maximum shear stress. Therefore, it is confirmed that the samples A to H using the copper-coated steel wire have sufficient strength.
  • the copper-coated steel wire 1 of the present disclosure can provide a copper-coated steel wire capable of suppressing the occurrence of cracks at the interface 20A of the coating layer 20 with the core wire 10.
  • Copper coated steel wire 1A, 50A, 100A outer circumference, 10 core wire, 11,40A, 711,721 outer peripheral surface, 12 first region, 19 intermediate layer, 20 coating layer, 20A interface, 30 surface layer, 40 insulated layer, 50 shield portion, 60 protective layer, 70 bending test apparatus, 71 and 72 the mandrel, 73a, 73b jig, 74 weight, 100 stranded wire 200 insulated wire, 300 cable, Q diameter, R 1, R 2 direction, h 1 Maximum value, h 2 minimum value, t thickness, A, B, C, D, E, F, G, H, I, J, K, L, M, N sample, ⁇ 1 , ⁇ 2 Maximum bending angle.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Non-Insulated Conductors (AREA)
  • Ropes Or Cables (AREA)

Abstract

銅被覆鋼線は、鋼製の芯線と、芯線の外周面を覆い、銅製または銅合金製の被覆層と、を備える。芯線の長手方向に垂直な断面において、芯線の外周面の十点平均粗さＲｚｊｉｓの値が被覆層の厚みの５０％以上２５０％以下である。

Description

銅被覆鋼線、撚線、絶縁電線およびケーブル
　本開示は、銅被覆鋼線、撚線、絶縁電線およびケーブルに関するものである。
　導電性と強度との両立が求められる部材として、鋼材の表面が銅で被覆された銅被覆鋼線が採用される場合がある（たとえば、特許文献１、２参照）。
特開２００２－２７００３９号公報 特開平１－２８９０２１号公報
　本開示に従った銅被覆鋼線は、鋼製の芯線と、芯線の外周面を覆い、銅製または銅合金製の被覆層と、を備える。芯線の長手方向に垂直な断面において、芯線の外周面の十点平均粗さＲｚｊｉｓの値が被覆層の厚みの５０％以上２５０％以下である。
図１は、実施の形態１における銅被覆鋼線の構造を示す概略断面図である。 図２は、銅被覆鋼線の製造方法の概略を示すフローチャートである。 図３は、銅被覆鋼線の製造方法を説明するための概略断面図である。 図４は、銅被覆鋼線の製造方法を説明するための概略断面図である。 図５は、銅被覆鋼線の製造方法を説明するための概略断面図である。 図６は、実施の形態１における銅被覆鋼線の第１変形例を示す概略断面図である。 図７は、実施の形態１における銅被覆鋼線の第２変形例を示す概略断面図である。 図８は、実施の形態２における撚線の構造を示す斜視図である。 図９は、実施の形態３における絶縁電線の構造を示す概略断面図である。 図１０は、実施の形態４におけるケーブルの構造を示す概略断面図である。 図１１は、屈曲試験装置の概略斜視図である。 図１２は、屈曲試験の測定方法を説明するための概略図である。 図１３は、屈曲試験の測定方法を説明するための概略図である。 図１４は、屈曲試験の結果を示す図である。 図１５は、屈曲試験の結果を示す図である。 図１６は、屈曲試験の結果を示す図である。 図１７は、屈曲試験の結果を示す図である。
　［本開示が解決しようとする課題］
　上記銅被覆鋼線は、芯線と、銅製または銅合金製の被覆層と、を備える。銅被覆鋼線は、捩じられて所定の形状に加工される用途に用いられる場合がある。銅被覆鋼線が捩じられて加工されると、被覆層の芯線との界面において割れが生じ、導電性の低下や鋼線の破断が発生する場合がある。そこで、被覆層の芯線との界面における割れの発生を抑制することができる銅被覆鋼線を提供することを目的の１つとする。
　［本開示の効果］
　本開示の銅被覆鋼線によれば、被覆層の芯線との界面における割れの発生を抑制することができる。
　［本開示の実施形態の説明］
　最初に本開示の実施態様を列記して説明する。本開示の銅被覆鋼線は、銅被覆鋼線は、鋼製の芯線と、芯線の外周面を覆い、銅製または銅合金製の被覆層と、を備える。芯線の長手方向に垂直な断面において、芯線の外周面の十点平均粗さＲｚｊｉｓの値が被覆層の厚みの５０％以上２５０％以下である。
　本開示の銅被覆鋼線においては、鋼製の芯線により高い強度が確保される。銅製または銅合金製の被覆層により、優れた導電性が確保される。さらに、芯線の長手方向に垂直な断面において、芯線の外周面の十点平均粗さＲｚｊｉｓの値が被覆層の厚みの５０％以上２５０％以下に設定される。このように、芯線の表面に凹凸を形成することで、芯線と被覆層との結合強度が上昇する。その結果、被覆層の芯線との界面における割れの発生を抑制することができる。Ｒｚｊｉｓの値を５０％以上とすることで、芯線と被覆層との結合強度を確実に向上させることができる。Ｒｚｊｉｓの値が２５０％を超えると、被覆層の導電性が低下する可能性がある。したがって、Ｒｚｊｉｓの値は、被覆層の厚みの２５０％以下であることが好ましい。以上のように本開示の銅被覆鋼線によれば、被覆層の芯線との界面における割れの発生を抑制することができる。
　上記銅被覆鋼線においては、芯線の長手方向に垂直な断面における、芯線の外周面の算術平均粗さＲａの値が被覆層の厚みの２５％以上７０％以下であってもよい。Ｒａの値を被覆層の厚みの２５％以上とすることで、芯線と被覆層との結合強度をより確実に向上させることができる。Ｒａの値を被覆層の厚みの７０％以下とすることで、芯線の強度を十分に維持することができる。
　上記銅被覆鋼線において、芯線を構成する鋼は、フェライト系ステンレス鋼であってもよい。フェライト系ステンレス鋼を用いることにより、上記芯線の腐食を抑制することができる。
　上記銅被覆鋼線において、芯線を構成する鋼は、オーステナイト系ステンレス鋼であってもよい。オーステナイト系ステンレス鋼を用いることにより、上記芯線の腐食を抑制することができる。
　上記銅被覆鋼線において、オーステナイト系ステンレス鋼の成分組成が、下記式（１）を満たしてもよい。下記式（１）を満たす成分組成を有するオーステナイト系ステンレス鋼は、上記芯線を構成する材料として好適である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
  
（式中、Ａは炭素の含有量［質量％］であり、Ｂは窒素の含有量［質量％］であり、Ｃは珪素の含有量［質量％］であり、Ｄはマンガンの含有量［質量％］であり、Ｅはニッケルの含有量［質量％］であり、Ｆはクロムの含有量［質量％］である。）
　上記銅被覆鋼線において、芯線を構成する鋼は、パーライト組織を有してもよい。パーライト組織を有する鋼は、上記芯線を構成する材料として好適である。
　上記銅被覆鋼線において、芯線を構成する鋼は、０．５質量％以上１．０質量％以下の炭素と、０．１質量％以上２．５質量％以下の珪素と、０．３質量％以上０．９質量％以下のマンガンとを含有し、残部が鉄および不可避的不純物であってもよい。
　上記銅被覆鋼線において、芯線を構成する鋼は、０．１質量％以上０．４質量％以下のニッケルと、０．１質量％以上１．８質量％以下のクロムと、０．１質量％以上０．４質量％以下のモリブデンおよび０．０５質量％以上０．３質量％以下のバナジウムからなる群から選択される一種以上の元素をさらに含有してもよい。
　芯線を構成する鋼の成分組成が上記範囲であることが好ましい理由について、以下に説明する。
　炭素：０．５質量％以上１．０質量％以下
　炭素は、鋼の強度に大きな影響を与える元素である。銅被覆鋼線の芯線として十分な強度を得る観点から、炭素含有量は０．５質量％以上とすることが好ましい。一方、炭素含有量が多くなると靱性が低下し、加工が困難になるおそれがある。十分な靱性を確保する観点から、炭素含有量は１．０質量％以下とすることが好ましい。強度をさらに向上させる観点から、炭素含有量は０．６質量％以上とすることがより好ましく、０．８質量％以上とすることがさらに好ましい。靱性を向上させて加工を容易とする観点から、炭素含有量は０．９５質量％以下とすることがより好ましい。
　珪素：０．１質量％以上２．５質量％以下
　珪素は、鋼の精錬において脱酸剤として添加される元素である。脱酸剤としての機能を果たすため、珪素の含有量は０．１質量％以上とすることが好ましく、０．１２質量％以上とすることがより好ましい。また、珪素は、鋼中において炭化物生成元素として機能し、加熱による軟化を抑制する性質である軟化抵抗性を有する。銅被覆鋼線の製造時および使用時における加熱による軟化を抑制する観点から、珪素含有量は０．８質量％以上とすることが好ましく、１．８質量％以上としてもよい。一方、珪素は過度に添加すると靱性を低下させる。十分な靱性を確保する観点から、珪素含有量は２．５質量％以下とすることが好ましく、２．３質量％以下とすることがより好ましく、さらには２．２質量％以下としてもよい。靱性を重視する観点からは、珪素含有量は１．０質量％以下としてもよい。
　マンガン：０．３質量％以上０．９質量％以下
　マンガンは、珪素と同様に鋼の精錬において脱酸剤として添加される元素である。脱酸剤としての機能を果たすため、マンガンの含有量は０．３質量％以上とすることが好ましい。一方、マンガンは過度に添加すると、靱性や熱間加工における加工性を低下させる。そのため、マンガン含有量は０．９質量％以下とすることが好ましい。
　不可避的不純物
　芯線の製造工程において、リンおよび硫黄が不可避的に芯線を構成する鋼中に混入する。リンおよび硫黄は、過度に存在すると粒界偏析を生じたり、介在物を生成したりして、鋼の特性を悪化させる。そのため、リンおよび硫黄の含有量は、それぞれ０．０２５質量％以下とすることが好ましい。また、不可避的不純物の含有量は、合計で０．３質量％以下とすることが好ましい。
　ニッケル：０．１質量％以上０．４質量％以下
　ニッケルを添加することにより、芯線の伸線加工時における断線の発生が抑制される。この機能を確実に発揮させる観点から、ニッケルは０．１質量％以上添加されてもよい。一方、０．４質量％を超えて添加してもニッケルの上記効果は飽和する。また、高価な元素であるニッケルが０．４質量％を超えて添加されると、芯線の製造コストが上昇する。そのため、ニッケルの添加量は０．４質量％以下とすることが好ましい。
　クロム：０．１質量％以上１．８質量％以下
　クロムは、鋼中において炭化物生成元素として機能し、微細な炭化物の生成による金属組織の微細化や加熱時の軟化抑制に寄与する。このような効果を確実に発揮させる観点から、クロムは０．１質量％以上添加されてもよく、０．２質量％以上、さらには０．５質量％以上添加されてもよい。一方、クロムの過度の添加は靱性低下の原因となる。そのため、クロムの添加量は１．８質量％以下とすることが好ましい。クロムの添加による上記効果は、珪素、バナジウムとの共存によって、特に顕著となる。そのため、クロムは、これらの元素とともに添加されることが好ましい。
　モリブデン：０．１質量％以上０．４質量％以下
　モリブデンを添加することにより、鋼の強度を上昇させることができる。この機能を確実に発揮させる観点から、モリブデンは０．１質量％以上添加されてもよい。一方、０．４質量％を超えて添加してもモリブデンの上記効果は飽和する。また、高価な元素であるモリブデンが０．４質量％を超えて添加されると、芯線の製造コストが上昇する。そのため、モリブデンの添加量は０．４質量％以下とすることが好ましい。
　バナジウム：０．０５質量％以上０．３質量％以下
　バナジウムは、鋼中において炭化物生成元素として機能し、微細な炭化物の生成による金属組織の微細化や加熱時の軟化抑制に寄与する。このような効果を確実に発揮させる観点から、バナジウムは０．０５質量％以上添加されてもよい。一方、バナジウムの過剰な添加は、靱性を低下させる。十分な靱性を確保する観点から、バナジウムの添加量は０．３質量％以下とすることが好ましい。バナジウムの添加による上記効果は、珪素、クロムとの共存によって、特に顕著となる。そのため、バナジウムは、これらの元素とともに添加されることが好ましい。
　上記銅被覆鋼線では、芯線の長手方向に垂直な断面において、被覆層は、芯線の周方向に隣り合うように被覆層の厚みが極大値および極小値となり、極大値をｈ１、極小値をｈ２、被覆層の厚みの平均値をｔ、ｈ１とｈ２との差の最大値をｈ３とした場合、下記式（２）を満たす第１領域を複数含んでもよい。このような第１領域を複数含むことで、芯線と被覆層との結合力を増大させ、被覆層の芯線との界面における割れの発生をより確実に抑制することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
　上記銅被覆鋼線において、線径が０．０１ｍｍ以上１ｍｍ以下であってもよい。本開示の銅被覆鋼線は、この範囲の線径を有する鋼線に特に好適である。なお、本願において「線径」とは、銅被覆鋼線の長手方向に垂直な断面が円形である場合、その直径を意味する。上記断面が円径以外である場合、断面に外接する円のうち面積が最小となる円の直径を意味する。
　本開示の撚線は、上記銅被覆鋼線が複数撚り合わされて構成される。本開示の撚線によれば、上記銅被覆鋼線が撚り合わされた構造を有することにより、被覆層の芯線との界面における割れの発生を抑制することができる。したがって、耐久性に優れた撚線を提供することができる。
　本開示の絶縁電線は、上記銅被覆鋼線または上記撚線と、銅被覆鋼線または撚線の外周を覆うように配置される絶縁層と、を含む。本開示の絶縁電線によれば、上記銅被覆鋼線または上記撚線を含むことにより、被覆層の芯線との界面における割れの発生を抑制することができる。したがって、耐久性に優れた絶縁電線を提供することができる。
　本開示のケーブルは、線状の導体部と、導体部の外周面を覆うように配置される絶縁層と、絶縁層の外周面を取り囲むように配置されるシールド部と、を含んでもよい。シールド部は、複数の上記銅被覆鋼線を含む。本開示のケーブルによれば、シールド部が複数の上記銅被覆鋼線を含むことにより、シールド部の耐久性を向上させることができる。
　本開示のケーブルは、上記銅被覆鋼線または上記撚線と、銅被覆鋼線または撚線の外周を覆うように配置される絶縁層と、絶縁層の外周面を取り囲むように配置されるシールド部と、を含む。本開示のケーブルによれば、上記銅被覆鋼線または上記撚線を含むことにより、被覆層の芯線との界面における割れの発生を抑制することができる。したがって、耐久性に優れたケーブルを提供することができる。
　上記ケーブルにおいて、シールド部が、複数の上記銅被覆鋼線を含んでもよい。シールド部が複数の上記銅被覆鋼線を含むことにより、シールド部の耐久性を向上させることができる。
　［本開示の実施形態の詳細］
　次に、本開示にかかる銅被覆鋼線の実施の形態を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付しその説明は繰返さない。
　（実施の形態１）
　図１は、芯線の長手方向に垂直な断面における断面図である。図１を参照して、本実施の形態における銅被覆鋼線１は、芯線１０と、被覆層２０と、を備える。本実施の形態における銅被覆鋼線１の線径は、０．０１ｍｍ以上１ｍｍ以下である。本実施の形態において、芯線１０を構成する鋼は、パーライト組織を有する。被覆層２０は、芯線１０の外周面１１を覆う。被覆層２０は、銅製または銅合金製である。銅被覆鋼線１の長手方向に垂直な断面は円形である。
　本実施の形態において、芯線１０を構成する鋼は、０．５質量％以上１．０質量％以下の炭素と、０．１質量％以上２．５質量％以下の珪素と、０．３質量％以上０．９質量％以下のマンガンとを含有し、残部が鉄および不可避的不純物である。
　長手方向に垂直な断面において、芯線１０の外周面１１の十点平均粗さＲｚｊｉｓの値が、被覆層２０の厚みの５０％以上２５０％以下である。芯線１０の外周面１１のＲｚｊｉｓの値は、好ましくは７５％以上１９０％以下であり、より好ましくは９０％以上１６０％以下である。ここで、上記十点平均粗さＲｚｊｉｓの測定は、たとえば以下の方法により実施される。まず、銅被覆鋼線１からサンプルが採取される。そして、得られたサンプルの長手方向に垂直な断面が研磨される。次に、研磨された面の芯線１０の被覆層２０との界面を観察して、芯線１０の外周面１１のＲｚｊｉｓが導出される。Ｒｚｊｉｓは、ＪＩＳ　Ｂ　０６０１：２０１３に基づき、芯線１０の外周面１１全体を測定することにより求められる。また、被覆層２０の厚みは、以下のように決定することができる。まず、長手方向に垂直な断面における芯線１０の面積を測定する。次に、得られた面積に対応する円（図１において破線で示す）の半径（円相当半径）を算出する。そして、銅被覆鋼線１の半径と芯線１０の円相当半径との差を被覆層２０の厚みｔとする。被覆層２０の厚みｔは、被覆層２０の厚みの平均値である。
　本実施の形態において、長手方向に垂直な断面において、芯線１０の外周面１１の算術平均粗さＲａの値が被覆層２０の厚みｔの２５％以上７０％以下である。芯線１０の外周面１１のＲａの値は、好ましくは３０％以上７０％以下であり、より好ましくは３５％以上５５％以下である。ここで、上記算術平均粗さＲａの測定は、たとえば以下の方法により実施される。まず、銅被覆鋼線１からサンプルが採取される。そして、得られたサンプルの長手方向に垂直な断面が研磨される。次に、研磨された面の芯線１０の被覆層２０との界面を観察して、芯線１０の外周面１１のＲａが導出される。Ｒａは、ＪＩＳ　Ｂ　０６０１：２０１３に基づき、芯線１０の外周面１１全体を測定することにより求められる。
　次に、銅被覆鋼線１の製造方法の一例について説明する。図２を参照して、本実施の形態の銅被覆鋼線１の製造方法においては、まず工程（Ｓ１０）として原料鋼線準備工程が実施される。この工程（Ｓ１０）では、芯線１０となるべき鋼線が準備される。具体的には、０．５質量％以上１．０質量％以下のＣと、０．１質量％以上２．５質量％以下のＳｉと、０．３質量％以上０．９質量％以下のＭｎとを含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる鋼から構成される鋼線が準備される。鋼線を構成する鋼は、０．１質量％以上０．４質量％以下のＮｉ、０．１質量％以上１．８質量％以下のＣｒ、０．１質量％以上０．４質量％以下のＭｏおよび０．０５質量％以上０．３質量％以下のＶからなる群から選択される一種以上の元素をさらに含有していてもよい。
　次に、工程（Ｓ２０）としてパテンティング工程が実施される。この工程（Ｓ２０）では、工程（Ｓ１０）において準備された原料鋼線に対してパテンティングが実施される。具体的には、原料鋼線がオーステナイト化温度（Ａ１点）以上の温度域に加熱された後、ＭＳ点よりも高い温度域まで急冷され、当該温度域で保持される熱処理が実施される。これにより、原料鋼線の金属組織がラメラ間隔の小さい微細パーライト組織となる。ここで、上記パテンティング処理において、原料鋼線をＡ１点以上の温度域に加熱する処理は、脱炭の発生を抑制する観点から不活性ガス雰囲気中で実施される。
　次に、工程（Ｓ３０）として第１伸線工程が実施される。この工程（Ｓ３０）では、工程（Ｓ２０）においてパテンティングが実施された原料鋼線の伸線が実施される。これにより、図３を参照して、パーライト組織を有し、長手方向に垂直な断面が円形である芯線１０が得られる。
　次に、工程（Ｓ４０）として粗面化工程が実施される。この工程（Ｓ４０）では、工程（Ｓ３０）において伸線加工が実施されて得られた芯線１０に対して、表面粗さを増大させる粗面化処理が実施される。具体的には、図３および図４を参照して、芯線１０の外周面１１を、塩酸、硫酸などの酸に接触させることにより表面粗さを増大させる。濃度がたとえば３５％である塩酸を用いることができる。硫酸の濃度は、たとえば６５％とすることができる。鋼線の製造プロセスにおいて、鋼線の表面の清浄化や酸化被膜の除去を目的として、酸洗処理が実施される場合がある。しかし、工程（Ｓ４０）における粗面化処理は一般的な酸洗処理とは異なり、高濃度の酸や腐食性の高い酸を用いることや、酸に接触させる時間を長くすることにより、粗面化を達成する。この時点における表面粗さＲａは、たとえば０．８μｍ以上とすることができる。粗面化処理としては、酸に接触させる処理に代えて、または酸に接触させる処理に加えて、研磨用不織布を芯線１０の外周面１１に押し付けつつ相対的に移動させる等の処理により機械的に粗面化を達成する処理を実施してもよい。
　次に、工程（Ｓ５０）として被覆層形成工程が実施される。この工程（Ｓ５０）では、図４および図５を参照して、工程（Ｓ４０）において粗面化処理が実施された芯線１０の外周面１１を覆うように、ＣｕまたはＣｕ合金からなる被覆層２０が形成される。工程（Ｓ５０）において形成される被覆層２０の厚みは、たとえば３０μｍ以上９０μｍ以下である。被覆層２０は、たとえばめっきにより形成されてもよいし、別途準備された被覆層２０となるべき部材を芯線１０に対して機械的に一体化して得られるクラッド層として形成してもよい。
　次に、工程（Ｓ６０）として第２伸線工程が実施される。この工程（Ｓ６０）では、工程（Ｓ５０）において被覆層２０が形成された芯線１０が伸線加工される。これにより、所望の線径を有する銅被覆鋼線１が得られる。工程（Ｓ６０）における加工度（減面率）および真歪は、たとえばそれぞれ９０％以上および２．３以上とすることができる。以上の手順により、本実施の形態における銅被覆鋼線１の製造が完了する。
　本実施の形態における銅被覆鋼線１では、芯線１０の長手方向に垂直な断面において、芯線１０の外周面１１の十点平均粗さＲｚｊｉｓの値が被覆層２０の厚みの５０％以上２５０％以下に設定される。このように、芯線１０の外周面１１に凹凸を形成することで、芯線１０と被覆層２０との結合強度が上昇する。その結果、被覆層２０の芯線１０との界面２０Ａにおける割れの発生を抑制することができる。Ｒｚｊｉｓの値が５０％以上とすることで、芯線１０と被覆層２０との結合強度を確実に向上させることができる。Ｒｚｊｉｓの値が２５０％を超えると、被覆層２０の導電性が低下する可能性がある。したがって、Ｒｚｊｉｓの値は、被覆層２０の厚みの２５０％以下であることが好ましい。以上のように本実施の形態における銅被覆鋼線１によれば、被覆層２０の芯線１０との界面２０Ａにおける割れの発生を抑制することができる。
　上記実施の形態においては、芯線１０の長手方向に垂直な断面における、芯線１０の外周面１１の算術平均粗さＲａの値が被覆層２０の厚みの２５％以上７０％以下である。Ｒａの値を上記範囲に設定することは必須ではないが、Ｒａの値が被覆層２０の厚みの２５％以上とすることで、芯線１０と被覆層２０との結合強度をより確実に向上させることができる。Ｒａの値が被覆層２０の厚みの７０％以下とすることで、芯線１０の強度を十分に維持することができる。
　上記実施の形態においては、芯線１０を構成する鋼がパーライト組織を有する場合について説明したが、これに限られず、フェライト系ステンレス鋼またはオーステナイト系ステンレス鋼であってもよい。フェライト系ステンレス鋼またはオーステナイト系ステンレス鋼を用いることにより、上記芯線の腐食を抑制することができる。芯線１０を構成する鋼がオーステナイト系ステンレス鋼である場合には、ステンレス鋼の成分組成が下記式（１）を満たすことが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
  
（式中、Ａは炭素の含有量［質量％］であり、Ｂは窒素の含有量［質量％］であり、Ｃは珪素の含有量［質量％］であり、Ｄはマンガンの含有量［質量％］であり、Ｅはニッケルの含有量［質量％］であり、Ｆはクロムの含有量［質量％］である。）
　上記実施の形態においては、芯線１０を構成する鋼は、０．５５質量％以上０．７質量％以下の炭素と、１．３５質量％以上２．３質量％以下の珪素と、０．３質量％以上０．９質量％以下のマンガンと、０．２質量％以上１．８質量％以下のクロムと、０．０５質量％以上０．３０質量％以下のバナジウムと、を含有し、残部が鉄および不可避的不純物であってもよい。芯線１０を構成する鋼としてこのような成分組成の鋼を採用することにより、より確実に高い耐久性を得ることができる。
　上記実施の形態においては、芯線１０を構成する鋼の珪素の含有量が、１．３５質量％以上２．３質量％以下であってもよい。珪素の含有量を１．３５質量％以上とすることにより、銅被覆鋼線１の加工の際の熱処理における軟化を抑制することができる。珪素の含有量を２．３質量以下とすることにより、靱性の低下を抑制することができる。
　上記実施の形態においては、芯線１０を構成する鋼は、０．６質量％以上１．０質量％以下の炭素と、０．１２質量％以上０．３２質量％以下の珪素と、０．３質量％以上０．９質量％以下のマンガンと、を含有し、残部が鉄および不可避的不純物であってもよい。
　上記実施の形態においては、芯線１０を構成する鋼は、０．６質量％以上１．０質量％以下の炭素と、０．７質量％以上１．０質量％以下の珪素と、０．３質量％以上０．９質量％以下のマンガンと、を含有し、残部が鉄および不可避的不純物であってもよい。
　芯線１０を構成する鋼としてこのような成分組成の鋼を採用することにより、より確実に高い耐久性を得ることができる。
　上記実施の形態の銅被覆鋼線１において、被覆層２０がめっき層であり、被覆層２０の芯線１０との界面２０Ａにおける酸素濃度は１０質量％以下であってもよい。このようにすることにより、芯線１０と被覆層２０との結合力を増大させ、被覆層２０の芯線１０との界面２０Ａにおける割れの発生をより確実に抑制することができる。被覆層２０の芯線１０との界面２０Ａにおける酸素濃度は５質量％以下とすることが好ましく、３質量％以下とすることがより好ましい。なお、被覆層２０の芯線１０との界面２０Ａにおける酸素濃度は、たとえば銅被覆鋼線１の長手方向に垂直な断面において被覆層２０の芯線１０との界面２０Ａを含む一辺３００μｍの正方形領域に対してＥＤＳ（Ｅｎｅｒｇｙ　Ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ　Ｘ－ｒａｙ　Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）による定量分析を実施することにより測定することができる。
　上記実施の形態の銅被覆鋼線１では、図１を参照して、芯線１０の長手方向に垂直な断面において、被覆層２０は、芯線１０の周方向に隣り合うように被覆層２０の厚みが極大値および極小値となり、極大値をｈ１、極小値をｈ２、被覆層の厚みの平均値をｔ、ｈ１とｈ２との差の最大値ｈ３とした場合、下記式（２）を満たす第１領域１２を複数含んでもよい。このような第１領域１２を複数含むことで、芯線１０と被覆層２０との結合力を増大させ、被覆層２０の芯線１０との界面２０Ａにおける割れの発生をより確実に抑制することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
　上記実施の形態の銅被覆鋼線１において、引張強さが、５００ＭＰａ以上３８００ＭＰａ以下であってもよい。引張強さを５００ＭＰａ以上することにより、銅被覆鋼線１として十分な強度を得ることができる。引張強さを３８００ＭＰａ以下とすることにより、十分な靱性を確保することができる。上記引張強さは、例えば、ＪＩＳ　Ｚ　２２４１に基づいて測定される。
　上記実施の形態の銅被覆鋼線１において、導電率が、５％ＩＡＣＳ以上９０％ＩＡＣＳ以下であってもよい。なお、ＩＡＣＳは、Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ａｎｎｅａｌｅｄ　Ｃｏｐｐｅｒ　Ｓｔａｎｄａｒｄを略したものである。このようにすることにより、種々の用途において十分な導電性を確保することができる。
　次に、実施の形態１における銅被覆鋼線１の第１変形例について説明する。図６は、芯線１０の長手方向に垂直な断面において、被覆層２０の芯線１０との界面２０Ａ付近を拡大して示す図である。図６を参照して、本変形例における被覆層２０は、芯線１０との界面２０Ａを含む領域に配置される中間層１９を含む。中間層１９は、芯線１０を構成する鋼に含まれる金属元素と、被覆層２０を構成する銅または銅合金に含まれる金属元素との合金層、および芯線１０を構成する鋼に含まれる金属元素と、被覆層２０を構成する銅または銅合金に含まれる金属元素と、を含む酸化物層の少なくともいずれか１つを含む。本願の銅被覆鋼線において中間層１９の存在は必須ではないが、上記中間層１９を形成することで、芯線１０と被覆層２０との結合力を増大させ、被覆層２０の芯線１０との界面２０Ａにおける割れの発生をより確実に抑制することができる。
　次に、実施の形態１における銅被覆鋼線１の第２変形例について説明する。図７は、芯線１０の長手方向に垂直な断面における断面図である。図７を参照して、本変形例における銅被覆鋼線１は、銅被覆鋼線１の表面を含むように配置される表面層３０を含む。表面層３０は、金層、銀層、スズ層、パラジウム層、ニッケル層およびこれらの金属の合金層からなる群から選択される少なくとも１つを含む。本願の銅被覆鋼線において表面層３０の存在は必須ではないが、表面層３０を含むことで、銅被覆鋼線１の表面における耐食性、はんだ付け性、導電性を向上させることができる。
　（実施の形態２）
　次に、実施の形態２として、本開示の撚線の一実施の形態について説明する。図８には、銅被覆鋼線１の長手方向に垂直な断面が併せて図示されている。図８を参照して、本実施の形態における撚線１００は、複数の上記実施の形態１の銅被覆鋼線１が撚り合わされて構成されている。本実施の形態においては、７本の銅被覆鋼線１が撚り合わされた構造を有している。撚線１００に含まれる各銅被覆鋼線１は、上記実施の形態１の銅被覆鋼線である。本実施の形態における撚線１００は上記実施の形態１の銅被覆鋼線１が撚り合わされた構造を有することにより、被覆層２０の芯線１０との界面２０Ａにおける割れの発生を抑制することができる。したがって、耐久性に優れた撚線１００を提供することができる。
　（実施の形態３）
　次に、実施の形態３として、本開示の絶縁電線の一実施の形態について説明する。図９は、銅被覆鋼線１の長手方向に垂直な断面における断面図である。図９を参照して、本実施の形態における絶縁電線２００は、上記実施の形態１の銅被覆鋼線１と、銅被覆鋼線１の外周１Ａを覆うように配置される絶縁層４０と、を含む。本開示の絶縁電線２００によれば、上記実施の形態１の銅被覆鋼線１を含むことにより、被覆層２０の芯線１０との界面２０Ａにおける割れの発生を抑制することができる。したがって、耐久性に優れた絶縁電線２００を提供することができる。なお、本実施の形態においては、銅被覆鋼線１を用いる場合について説明したが、これに限られず、銅被覆鋼線１に代えて、実施の形態２の撚線１００を用いてもよい。
　（実施の形態４）
　次に、実施の形態４として、本開示のケーブルの一実施の形態について説明する。図１０には、撚線、絶縁層、シールド部および保護層の長手方向に垂直な断面が併せて図示されている。図１０を参照して、ケーブル３００は、実施の形態２の撚線１００と、撚線１００の外周１００Ａを覆うように配置される絶縁層４０と、絶縁層４０の外周面４０Ａを取り囲むように配置されるシールド部５０と、シールド部５０の外周５０Ａを覆うように配置される保護層６０と、を含む。シールド部５０は、複数の上記実施の形態１の銅被覆鋼線１を含む。本実施の形態におけるシールド部５０は、複数の上記実施の形態１の銅被覆鋼線１が編まれた形状を有する。本開示のケーブル３００によれば、撚線１００を含む構造を有することにより、被覆層２０の芯線１０との界面２０Ａにおける割れの発生を抑制することができる。また、シールド部５０が複数の上記銅被覆鋼線１を含むことにより、シールド部５０の耐久性を向上させることができる。したがって、耐久性に優れたケーブル３００を提供することができる。なお、本実施の形態においては、導体部として撚線１００を用いる場合について説明したが、これに限られず、撚線１００に代えて、実施の形態１における銅被覆鋼線１を用いてもよい。また、シールド部５０は複数の銅被覆鋼線１を含む場合について説明したが、これに限られず、シールド部５０が本実施の形態以外の線材から構成されていてもよい。また、導体部は本実施の形態以外の線材から構成され、シールド部５０のみが複数の上記実施の形態１の銅被覆鋼線１を含むようにしてもよい。
　長手方向に垂直な断面における被覆層２０の厚みに対する芯線１０の十点平均粗さＲｚｊｉｓの値が銅被覆鋼線１の特性に与える影響を調査する実験を行った。工程（Ｓ１０）において準備される原料鋼線を構成する鋼としては、０．８２質量％のＣと、０．２２質量％のＳｉと、０．４５質量％のＭｎとを含有し、残部が鉄および不可避的不純物である鋼を採用した。不可避的不純物として含まれる元素の量を分析した結果、Ｐは０．０１１質量％、Ｓは０．００８質量％、Ｃｕは０．０００質量％であった。工程（Ｓ５０）においては、めっきにより純銅からなる被覆層２０を形成した。このようにして銅被覆鋼線１を作製した。そして、作製した銅被覆鋼線１を５０本撚り合わせてサンプルＡを作製した。サンプルＡの撚り合わせる前の素線の線径は０．４５ｍｍであり、銅被覆率は３０％である。上記銅被覆率は、銅被覆鋼線１の長手方向に垂直な断面において、銅被覆鋼線１全体の面積に対する被覆層２０の面積の割合である。サンプルＡにおける芯線１０の外周面１１のＲｚｊｉｓの値は、被覆層２０の厚みｔの５４％である。サンプルＡにおける芯線１０の外周面１１のＲａの値は、被覆層２０の厚みｔの１９％である。
　素線の線径、撚本数、芯線１０の外周面１１のＲｚｊｉｓの値および芯線１０の外周面１１のＲａの値の少なくとも１つがサンプルＡとは異なるサンプルＢ～サンプルＬを作製した。比較のため、銅被覆鋼線ではなく、銅合金線のサンプルＭ，Ｎを作製した。銅合金線を構成する銅合金は、銅－スズ合金とした。
　次に、サンプルＡ～サンプルＮの撚り合わせる前の素線の引張強さを測定した。また、サンプルＡ～サンプルＦ、サンプルＩ～サンプルＫおよびサンプルＭの撚り合わせる前の素線に対してねじり試験を実施して、それぞれのサンプルの降伏せん断応力および最大せん断応力を測定した。素線の引張強さの１％に相当する重りを各サンプルに取り付けて、捻回速度を３０ｒｐｍ、測定間距離を素線の線径の１００倍の長さに設定して、ねじり試験を実施した。これらの測定結果を表１に示す。
　また、サンプルＡ～サンプルＮの屈曲試験を実施した。図１２および図１３においては、マンドレルの長手方向に垂直な断面が併せて図示されている。図１１を参照して、屈曲試験装置７０は、マンドレル７１，７２と、一対の治具７３ａ，７３ｂと、おもり７４と、を含む。サンプルＡの長手方向における一方の端部には、おもり７４が取り付けられる。本試験では、荷重を１００ｇとした。一対の治具７３ａ，７３ｂが、サンプルＡの長手方向における他方の端部を含む領域を挟むように取り付けられる。おもり７４と治具７３ａ，７３ｂとの間には、円柱状の形状を有するマンドレル７１，７２が配置される。マンドレル７１の外周面７１１と、マンドレル７２の外周面７２１とに接触するようにサンプルＡが取り付けられる。マンドレル７１，７２は、長手方向においてサンプルＡと直交するように配置される。マンドレル７１，７２の径Ｑは、同一である（図１２および図１３参照）。図１１の状態を初期状態とする。図１１および図１２を参照して、まず、マンドレル７１の外周面７１１に沿って、サンプルＡが矢印Ｒ１の向きに屈曲される。サンプルＡの最大屈曲角度θ１は、９０°である。図１１および図１３を参照して、サンプルＡが初期状態の位置に戻された後に、マンドレル７２の外周面７２１に沿って、サンプルＡが矢印Ｒ２の向きに屈曲される。サンプルＡの最大屈曲角度θ２は、９０°である。サンプルＡが矢印Ｒ１の向きに屈曲された後に、矢印Ｒ２の向きに屈曲されることで、サンプルには１回の屈曲が実施されたものとする。上記のようなサンプルＡの屈曲を繰り返し実施して、サンプルが破断するまでの屈曲回数を測定した。サンプルＢ～サンプルＮについても同様に測定した。さらに、マンドレル７１，７２の径Ｑを変化させて、マンドレル７１，７２の径Ｑごとにサンプルが破断するまでの屈曲回数を測定した。測定結果を図１４～図１７に示す。図１４～図１７の縦軸はサンプルが破断するまでの屈曲回数を示し、横軸はマンドレル７１，７２の径Ｑを示す。なお、マンドレル７１，７２の径Ｑの単位は、ｍｍである。図１４～図１７における「マンドレルの径Ｑ」は、マンドレル７１，７２の径Ｑを意味する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
　表１を参照して、引張強さに関して、Ｒｚｊｉｓの割合が５０％以上２５０％以下の範囲内であるサンプルＡ～サンプルＨは、Ｒｚｊｉｓの割合が上記範囲外であるサンプルＩ～サンプルＬを明確に上回っている。さらに、降伏せん断応力および最大せん断応力に関して、Ｒｚｊｉｓの割合が上記範囲内であるサンプルＡ～サンプルＦは、Ｒｚｊｉｓの割合が範囲外であるサンプルＩ～サンプルＫを明確に上回っている。図１４～図１７を参照して、破断に至るまでの屈曲回数に関しても、Ｒｚｊｉｓの割合が上記範囲内であるサンプルＡ～サンプルＨは、Ｒｚｊｉｓの割合が上記範囲外であるサンプルＩ～サンプルＬを明確に上回っている。これは、Ｒｚｊｉｓの割合が上記範囲内であるサンプルＡ～サンプルＨにおいて、被覆層２０の芯線１０との界面２０Ａにおける割れの発生が抑制されたためであると考えられる。
　表１および図１４～図１７を参照して、銅被覆鋼線を用いたサンプルＡ～サンプルＨは、引張強さおよび破断に至るまでの屈曲回数に関して、銅合金線を用いたサンプルＭ，Ｎを大きく上回っている。また、表１を参照して、銅被覆鋼線であるサンプルＡ～サンプルＨは、降伏せん断応力および最大せん断応力に関して、サンプルＭを大きく上回っている。したがって、銅被覆鋼線を用いたサンプルＡ～サンプルＨは、十分な強度を有していることが確認される。
　以上の実験結果より、本開示の銅被覆鋼線１によれば、被覆層２０の芯線１０との界面２０Ａにおける割れの発生を抑制可能な銅被覆鋼線を提供できることが確認される。
　今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって、どのような面からも制限的なものではないと理解されるべきである。本開示の範囲は上記した説明ではなく、請求の範囲によって規定され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
　１　銅被覆鋼線、１Ａ，５０Ａ，１００Ａ　外周、１０　芯線、１１，４０Ａ，７１１，７２１　外周面、１２　第１領域、１９　中間層、２０　被覆層、２０Ａ　界面、３０　表面層、４０　絶縁層、５０　シールド部、６０　保護層、７０　屈曲試験装置、７１，７２　マンドレル、７３ａ，７３ｂ　治具、７４　おもり、１００　撚線、２００　絶縁電線、３００　ケーブル、Ｑ　径、Ｒ１，Ｒ２　方向、ｈ１　極大値、ｈ２　極小値、ｔ　厚み、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｉ，Ｊ，Ｋ，Ｌ，Ｍ，Ｎ　サンプル、θ１，θ２　最大屈曲角度。

Claims (15)

  1. 　鋼製の芯線と、
    　前記芯線の外周面を覆い、銅製または銅合金製の被覆層と、を備え、
    　前記芯線の長手方向に垂直な断面において、前記芯線の外周面の十点平均粗さＲｚｊｉｓの値が前記被覆層の厚みの５０％以上２５０％以下である、銅被覆鋼線。
  2. 　前記芯線の長手方向に垂直な断面において、前記芯線の外周面の算術平均粗さＲａの値が前記被覆層の厚みの２５％以上７０％以下である、請求項１に記載の銅被覆鋼線。
  3. 　前記芯線を構成する鋼は、フェライト系ステンレス鋼である、請求項１または請求項２に記載の銅被覆鋼線。
  4. 　前記芯線を構成する鋼は、オーステナイト系ステンレス鋼である、請求項１または請求項２に記載の銅被覆鋼線。
  5. 　オーステナイト系ステンレス鋼の成分組成が、下記式（１）を満たす、請求項４に記載の銅被覆鋼線。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
      （式中、Ａは炭素の含有量［質量％］であり、Ｂは窒素の含有量［質量％］であり、Ｃは珪素の含有量［質量％］であり、Ｄはマンガンの含有量［質量％］であり、Ｅはニッケルの含有量［質量％］であり、Ｆはクロムの含有量［質量％］である。）
  6. 　前記芯線を構成する鋼は、パーライト組織を有する、請求項１または請求項２に記載の銅被覆鋼線。
  7. 　前記芯線を構成する鋼は、０．５質量％以上１．０質量％以下の炭素と、０．１質量％以上２．５質量％以下の珪素と、０．３質量％以上０．９質量％以下のマンガンとを含有し、残部が鉄および不可避的不純物である、請求項６に記載の銅被覆鋼線。
  8. 　前記芯線を構成する鋼は、０．１質量％以上０．４質量％以下のニッケルと、０．１質量％以上１．８質量％以下のクロムと、０．１質量％以上０．４質量％以下のモリブデンおよび０．０５質量％以上０．３質量％以下のバナジウムからなる群から選択される一種以上の元素をさらに含有する、請求項７に記載の銅被覆鋼線。
  9. 　前記芯線の長手方向に垂直な断面において、前記被覆層は、前記芯線の周方向に隣り合うように前記被覆層の厚みが極大値および極小値となり、前記極大値をｈ１、前記極小値をｈ２、前記被覆層の厚みの平均値をｔ、ｈ１とｈ２との差の最大値をｈ３とした場合、下記式（２）を満たす第１領域を複数含む、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の銅被覆鋼線。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
  10. 　線径が０．０１ｍｍ以上１ｍｍ以下である、請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の銅被覆鋼線。
  11. 　請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の銅被覆鋼線が複数撚り合わされて構成される、撚線。
  12. 　請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の銅被覆鋼線、または請求項１１に記載の撚線と、
    　前記銅被覆鋼線または前記撚線の外周を覆うように配置される絶縁層と、を含む、絶縁電線。
  13. 　線状の導体部と、
    　前記導体部の外周面を覆うように配置される絶縁層と、
    　前記絶縁層の外周面を取り囲むように配置されるシールド部と、を含み、
    　前記シールド部は、請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の複数の銅被覆鋼線を含む、ケーブル。
  14. 　請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の銅被覆鋼線、または請求項１１に記載の撚線と、
    　前記銅被覆鋼線または前記撚線の外周を覆うように配置される絶縁層と、
    　前記絶縁層の外周面を取り囲むように配置されるシールド部と、を含む、ケーブル。
  15. 　前記シールド部が、請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の複数の銅被覆鋼線を含む、請求項１４に記載のケーブル。
PCT/JP2019/026315 2019-07-02 2019-07-02 銅被覆鋼線、撚線、絶縁電線およびケーブル WO2021001928A1 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US17/612,538 US20220328210A1 (en) 2019-07-02 2019-07-02 Copper-coated steel wire, stranded wire, insulated electric wire, and cable
PCT/JP2019/026315 WO2021001928A1 (ja) 2019-07-02 2019-07-02 銅被覆鋼線、撚線、絶縁電線およびケーブル
DE112019007523.3T DE112019007523T5 (de) 2019-07-02 2019-07-02 Kupferbeschichteter Stahldraht, Litze, isolierter elektrischer Draht und Kabel
CN201980096257.2A CN113811958B (zh) 2019-07-02 2019-07-02 铜包钢线、绞合线、绝缘电线及线缆
JP2021529599A JP7259959B2 (ja) 2019-07-02 2019-07-02 銅被覆鋼線、撚線、絶縁電線およびケーブル

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2019/026315 WO2021001928A1 (ja) 2019-07-02 2019-07-02 銅被覆鋼線、撚線、絶縁電線およびケーブル

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2021001928A1 true WO2021001928A1 (ja) 2021-01-07

Family

ID=74100986

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2019/026315 WO2021001928A1 (ja) 2019-07-02 2019-07-02 銅被覆鋼線、撚線、絶縁電線およびケーブル

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20220328210A1 (ja)
JP (1) JP7259959B2 (ja)
CN (1) CN113811958B (ja)
DE (1) DE112019007523T5 (ja)
WO (1) WO2021001928A1 (ja)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6218771A (ja) * 1985-07-18 1987-01-27 Kawasaki Steel Corp 太陽電池基板用母板
JPH0681099A (ja) * 1992-08-31 1994-03-22 Sumitomo Metal Ind Ltd 合金化溶融亜鉛めっき鋼板
WO2015041132A1 (ja) * 2013-09-20 2015-03-26 東洋鋼鈑株式会社 金属めっき被覆ステンレス材、および金属めっき被覆ステンレス材の製造方法
WO2017212770A1 (ja) * 2016-06-10 2017-12-14 住友電気工業株式会社 斜め巻きばね用線材、斜め巻きばねおよびそれらの製造方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01283707A (ja) * 1988-05-10 1989-11-15 Sumitomo Electric Ind Ltd 高強度導体
JP2005317463A (ja) 2004-04-30 2005-11-10 Nikko Metal Manufacturing Co Ltd 高周波信号伝送用材料および端子
DE102012008816A1 (de) * 2012-05-07 2013-11-07 Bernhard STUTH Verfahren zur Herstellung eines metallischen Schichtverbundes, insbesondere bandförmigen Schichtverbundes
CN104332216A (zh) * 2014-11-17 2015-02-04 苏州科茂电子材料科技有限公司 合金铜包钢方形线
EP3162558A1 (en) * 2015-10-30 2017-05-03 Outokumpu Oyj Component made of metallic composite material and method for the manufacture of the component by hot forming

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6218771A (ja) * 1985-07-18 1987-01-27 Kawasaki Steel Corp 太陽電池基板用母板
JPH0681099A (ja) * 1992-08-31 1994-03-22 Sumitomo Metal Ind Ltd 合金化溶融亜鉛めっき鋼板
WO2015041132A1 (ja) * 2013-09-20 2015-03-26 東洋鋼鈑株式会社 金属めっき被覆ステンレス材、および金属めっき被覆ステンレス材の製造方法
WO2017212770A1 (ja) * 2016-06-10 2017-12-14 住友電気工業株式会社 斜め巻きばね用線材、斜め巻きばねおよびそれらの製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2021001928A1 (ja) 2021-01-07
CN113811958A (zh) 2021-12-17
JP7259959B2 (ja) 2023-04-18
US20220328210A1 (en) 2022-10-13
DE112019007523T5 (de) 2022-03-24
CN113811958B (zh) 2023-05-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6729018B2 (ja) 斜め巻きばね用線材、斜め巻きばねおよびそれらの製造方法
JP7296388B2 (ja) 銅被覆鋼線および撚線
CN113994439B (zh) 铜覆钢线、弹簧、绞合线、绝缘电线以及电缆
US11186902B2 (en) Wire material for canted coil spring and canted coil spring
JP7099479B2 (ja) 銅被覆鋼線および斜め巻きばね
JP7078042B2 (ja) 斜め巻きばねおよびコネクタ
WO2021001928A1 (ja) 銅被覆鋼線、撚線、絶縁電線およびケーブル
JP7287403B2 (ja) ばね用鋼線
WO2023228468A1 (ja) 撚り線、絶縁電線およびケーブル
JP7180774B2 (ja) 銅被覆鋼線、撚線、絶縁電線およびケーブル
JP7290187B2 (ja) 導電性線材
WO2023013523A1 (ja) 導電性線材
JP2015225722A (ja) シールド用素線及びシールドケーブル

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19935886

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2021529599

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 19935886

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1