WO2023032389A1 - 銅合金線、及び銅合金線の製造方法 - Google Patents

銅合金線、及び銅合金線の製造方法 Download PDF

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WO2023032389A1
WO2023032389A1 PCT/JP2022/022894 JP2022022894W WO2023032389A1 WO 2023032389 A1 WO2023032389 A1 WO 2023032389A1 JP 2022022894 W JP2022022894 W JP 2022022894W WO 2023032389 A1 WO2023032389 A1 WO 2023032389A1
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copper alloy
wire
alloy wire
less
mass
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佑典 大島
忠徳 佐野
範明 久保
博 藤田
大喜 常田
慧 坂本
和輝 江原
和宏 後藤
一弥 徳田
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住友電気工業株式会社
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C9/00—Alloys based on copper
    • C22C9/02—Alloys based on copper with tin as the next major constituent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
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    • C22F1/08—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of copper or alloys based thereon
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    • H01B1/02—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of metals or alloys
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01B5/00—Non-insulated conductors or conductive bodies characterised by their form
    • H01B5/02—Single bars, rods, wires, or strips

Definitions

  • TECHNICAL FIELD The present disclosure relates to copper alloy wires and methods of manufacturing copper alloy wires. This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2021-141923 dated August 31, 2021, and incorporates all the descriptions described in the Japanese application.
  • Patent Documents 1 and 2 disclose a thin wire made of a copper alloy containing iron, phosphorus, and tin in specific ranges and having a wire diameter of 0.5 mm or less.
  • the fine wires are used as conductors of covered electric wires.
  • the conductor is, for example, a stranded wire formed by twisting a plurality of thin wires.
  • the copper alloy wire according to the present disclosure is A wire made of a copper alloy,
  • the wire diameter is 2.5 mm or more and less than 9.5 mm, Aperture value is 70% or more,
  • the copper alloy contains 0.05% to 1.6% by mass of iron, 0.01% to 0.7% by mass of phosphorus, and 0.05% to 0.7% by mass of tin. , the balance being copper and unavoidable impurities.
  • a method for manufacturing a copper alloy wire includes: A first step of producing a cast material made of a copper alloy by a continuous casting method; A second step of manufacturing a linear extruded material by subjecting the cast material to conform extrusion,
  • the copper alloy contains 0.05% to 1.6% by mass of iron, 0.01% to 0.7% by mass of phosphorus, and 0.05% to 0.7% by mass of tin. , the balance is a composition consisting of copper and inevitable impurities,
  • the area reduction rate of the conform extrusion is 50% or more
  • the temperature of the extruded material immediately after conform extrusion is 350 ° C. or higher
  • the wire diameter of the extruded material is 2.5 mm or more and less than 9.5 mm.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view showing an example of a copper alloy wire of an embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing an enlarged cross section of the copper alloy wire of the embodiment.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III of FIG.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining a method of measuring the average crystal grain size.
  • FIG. 5 is a diagram explaining a method for measuring the orientation ratio of a specific crystal plane over the entire cross section of a sample.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining the method of measuring the aperture value.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a conform extruder used in the copper alloy wire manufacturing method of the embodiment.
  • a thick material is, for example, a cast material.
  • a cast material made of a copper alloy having the specific composition described above may have a structure in which compounds containing iron and phosphorus are unevenly distributed. If a thick material in which the above compound is unevenly distributed is subjected to wire drawing, wire breakage due to the above compound is likely to occur during wire drawing. Wire breakage lowers the productivity of drawn wire rods and, in turn, the productivity of thin wire rods.
  • One of the purposes of the present disclosure is to provide a copper alloy wire that is less likely to break during wire drawing.
  • Another object of the present disclosure is to provide a method for producing a copper alloy wire that can produce a copper alloy wire that is less likely to break during wire drawing.
  • the copper alloy wire of the present disclosure is less likely to break during wire drawing.
  • the method for producing a copper alloy wire according to the present disclosure can produce a copper alloy wire that is less likely to break during wire drawing.
  • a copper alloy wire according to an aspect of the present disclosure is a wire made of a copper alloy, has a wire diameter of 2.5 mm or more and less than 9.5 mm, and a drawing value of 70% or more.
  • the copper alloy contains 0.05% to 1.6% by mass of iron, 0.01% to 0.7% by mass of phosphorus, and 0.05% to 0.7% by mass of tin. , the balance being copper and unavoidable impurities.
  • the reduction of area is a ratio obtained by dividing the difference between the cross-sectional area of the copper alloy wire and the area of the fracture surface obtained by performing a tensile test until the copper alloy wire breaks by the cross-sectional area of the copper alloy wire. Yes, expressed as a percentage (%).
  • the cross-sectional area of the copper alloy wire is the cross-sectional area of the copper alloy wire.
  • a cross section is a cross section obtained by cutting a long material such as a copper alloy wire or an extruded material described later on a plane perpendicular to the longitudinal direction of the long material.
  • Wire diameter in the present disclosure is the diameter of a circle having the same area as the cross-sectional area of the copper alloy wire.
  • a copper alloy wire made of a copper alloy having the specific composition described above is unlikely to break during wire drawing if the reduction of area is 70% or more. Since the copper alloy wire of the present disclosure has a reduction of area of 70% or more, it is difficult to break during wire drawing.
  • Such a copper alloy wire of the present disclosure can be suitably used as a material for wire drawing. If the copper alloy wire of the present disclosure is used as the material, a fine wire having a wire diameter of, for example, 0.5 mm or less can be produced with high productivity.
  • the average crystal grain size in the cross section may be 200 ⁇ m or less. A method for measuring the average crystal grain size will be described later.
  • the average crystal grain size is 200 ⁇ m or less, there are few, preferably substantially no, coarse crystals that can cause cracks. Such a copper alloy wire is more difficult to break during wire drawing.
  • the orientation ratio of the crystal 220 plane obtained by X-ray diffraction over the entire cross section may be 15% or less.
  • a method for measuring the orientation ratio of the 220 plane of the crystal will be described later.
  • the 220 face of a crystal means the crystal face denoted (220) in crystallography.
  • the orientation ratio of the 220 plane of the crystal may be referred to as the 220 orientation ratio.
  • the variation in crystal orientation is small, as will be described later.
  • a copper alloy wire having such a cross section is less likely to break due to variations in crystal orientation than when the 220 orientation ratio exceeds 15%. From this point, the copper alloy wire is more difficult to break during wire drawing.
  • the wire diameter is 7.5 mm or more, and the electrical conductivity of the copper alloy wire and the wire diameter of the copper alloy wire is 2.6 mm.
  • the rate of decrease in electrical conductivity obtained by dividing the difference from the electrical conductivity of the drawn wire material subjected to the wire drawing process by the electrical conductivity of the copper alloy wire may be 0.1 or less.
  • the electrical conductivity of the drawn wire material is slightly lower than the electrical conductivity of the copper alloy wire before wire drawing. If such a copper alloy wire is used as the material described above, a fine wire having high electrical conductivity can be produced.
  • the thin wire material can be suitably used as a conductor of an electric wire.
  • the wire diameter is 7.5 mm or more, and the electrical conductivity of the copper alloy wire and the wire diameter of the copper alloy wire is 2.6 mm.
  • the difference from the conductivity of the drawn wire material that has been subjected to wire drawing processing may be 3% IACS or less.
  • the electrical conductivity of the drawn wire material is slightly lower than the electrical conductivity of the copper alloy wire before wire drawing. If such a copper alloy wire is used as the material described above, a fine wire having high electrical conductivity can be produced.
  • the thin wire material can be suitably used as a conductor of an electric wire.
  • the increase ratio of the tensile strength obtained by dividing the tensile strength of the drawn wire material by the tensile strength of the copper alloy wire may be 1.3 or more.
  • the tensile strength of the drawn wire material is greater than the tensile strength of the copper alloy wire before wire drawing. If such a copper alloy wire is used as the material described above, a thin wire having high tensile strength can be produced. If the thin wire material is used as a conductor of an electric wire, the electric wire will have excellent strength.
  • the wire diameter is 7.5 mm or more, and the copper alloy wire is drawn to a wire diameter of 2.6 mm.
  • a difference between the tensile strength of the drawn wire material and the tensile strength of the copper alloy wire may be 150 MPa or more.
  • the tensile strength of the drawn wire material is greater than the tensile strength of the copper alloy wire before drawing. If such a copper alloy wire is used as the material described above, a thin wire having high tensile strength can be produced. If the thin wire material is used as a conductor of an electric wire, the electric wire will have excellent strength.
  • a method for producing a copper alloy wire includes a first step of producing a cast material made of a copper alloy by a continuous casting method, and a linear shape by subjecting the cast material to conform extrusion. and a second step of manufacturing the extruded material.
  • the copper alloy contains 0.05% to 1.6% by mass of iron, 0.01% to 0.7% by mass of phosphorus, and 0.05% to 0.7% by mass of tin. , the balance being copper and unavoidable impurities.
  • the area reduction rate of the conform extrusion is 50% or more.
  • the extruded material has a temperature of 350° C. or higher immediately after conform extrusion.
  • the wire diameter of the extruded material is 2.5 mm or more and less than 9.5 mm.
  • the area reduction rate of conform extrusion is the ratio obtained by dividing the difference between the cross-sectional area of the cast material and the cross-sectional area of the extruded material by the cross-sectional area of the cast material, and is expressed as a percentage (%).
  • the cross-sectional area of the casting is the cross-sectional area of the casting.
  • the cross-sectional area of the extrusion is the cross-sectional area of the extrusion.
  • the temperature of the extruded material immediately after conform extrusion is the surface temperature of the extruded material at the following points. The above point is a point 50 mm in the longitudinal direction of the extruded material from the discharge part of the extruded material in the conform extruder.
  • the method for producing a copper alloy wire of the present disclosure can produce a copper alloy wire that is less likely to break during wire drawing.
  • the method for producing a copper alloy wire of the present disclosure can produce a copper alloy wire with excellent ductility.
  • the copper alloy wire production method of the present disclosure can produce a copper alloy wire having a reduction of area of 70% or more.
  • the method for manufacturing a copper alloy wire of the present disclosure can relatively increase the casting speed (m/min) in the first step. The higher the casting speed, the more efficiently the cast material is mass-produced. In the second step, long extrudates are produced continuously. That is, extruded materials are also mass-produced. From these points, the method for producing a copper alloy wire of the present disclosure can produce a copper alloy wire that is difficult to break during wire drawing with high productivity.
  • the copper alloy wire manufacturing method of the present disclosure is based on the following findings.
  • a cast material made of a copper alloy having the above specific composition is produced by a continuous casting method, the higher the casting speed (m/min), the more likely the compounds containing iron and phosphorus are unevenly distributed in the cast material.
  • the higher the casting speed the easier it is for the crystals forming the cast material to be arranged perpendicular to the casting direction. Unevenly distributed compounds tend to be arranged along the crystal.
  • a cast material having such a casting structure is drawn so that the drawing direction is parallel to the casting direction, cracks occur in the drawn wire material as the compounds act as starting points for cracks.
  • the crystals aligned perpendicularly to the casting direction ie, the wire drawing direction, peel off. As a result, disconnection occurs during wire drawing.
  • the extruded material obtained by subjecting the cast material to conform extrusion with a specific area reduction rate is less likely to break during wire drawing even if it is subjected to wire drawing.
  • the reason for this is considered as follows. Extrusion pressure and working heat are applied to the cast material by the conform extrusion with the specific area reduction rate. This pressurization and heating destroy the cast structure. Even when the casting speed is high, the cast structure is destroyed. Breakage of the cast structure can cause the compound to become small particles and disperse throughout the structure. In the extruded material having such a structure, the compound is unlikely to cause cracks. In addition, since the size and arrangement of the crystals change due to the destruction of the cast structure, the crystals are less likely to peel off in the extruded material. As a result, the extruded material is less likely to break.
  • the copper alloy wire 1 of the embodiment is a wire made of a copper alloy and has a relatively large wire diameter.
  • the copper alloy wire 1 is, for example, a cast material or an extruded material, and is a wire rod that is not drawn.
  • the copper alloy contains 0.05% by mass or more and 1.6% by mass or less of iron, 0.01% by mass or more and 0.7% by mass or less of phosphorus, and 0.05% by mass of tin, with the copper alloy being 100% by mass. It has a composition containing not less than 0.7% by mass and the balance being copper and unavoidable impurities.
  • the copper alloy has a structure including crystals 11 as shown in FIG.
  • the copper alloy wire 1 of the embodiment has high ductility as described later. Therefore, when the copper alloy wire 1 of the embodiment is subjected to wire drawing, disconnection is less likely to occur during the wire drawing.
  • Cu means copper.
  • Fe iron.
  • P phosphorus.
  • Sn means tin.
  • the copper alloy that constitutes the copper alloy wire 1 of the embodiment is a copper-based alloy that contains iron, phosphorus, and tin as additive elements within the ranges described above and contains the largest amount of copper.
  • iron> If the iron content is 0.05% by mass or more, a compound of iron and phosphorus is formed. Precipitation of the above compound on copper, which is the matrix phase, provides an effect of improving strength due to precipitation strengthening. In addition, the formation of the above compounds reduces the amount of iron and phosphorus dissolved in copper. From these points, if the copper alloy wire 1 is used as a material for wire drawing, a fine wire having excellent strength and conductivity can be produced. If the iron content is 1.6% by mass or less, a structure in which the above compound is fine particles and dispersed is obtained. From this point of view, if the copper alloy wire 1 is used as the above material, wire breakage due to the above compound is less likely to occur during wire drawing. In addition, the produced fine wire is excellent in elongation.
  • the iron content may be 0.08% by mass or more and 1.5% by mass or less, 0.09% by mass or more and 1.2% by mass or less, or 0.1% by mass or more and 1.0% by mass or less. If such a copper alloy wire 1 is used as the material described above, a fine wire having excellent strength, elongation, and electrical conductivity can be manufactured with good productivity.
  • ⁇ Rin> If the phosphorus content is 0.01% by mass or more, a compound of iron and phosphorus is formed. With the above compound, the effect of improving the strength by precipitation strengthening and the effect of reducing the solid solution amount of phosphorus and iron can be obtained as described above. If the content of phosphorus is 0.7% by mass or less, a structure in which the compound is dispersed as small particles can be obtained. Therefore, disconnection caused by the compound is reduced. It should be noted that part of phosphorus is allowed to act as a deoxidizing agent, that is, to be contained in the mother phase as phosphorus oxide.
  • the phosphorus content may be 0.02% by mass or more and 0.6% by mass or less, 0.03% by mass or more and 0.5% by mass or less, or 0.05% by mass or more and 0.4% by mass or less. If such a copper alloy wire 1 is used as the material described above, a fine wire having excellent strength, elongation, and electrical conductivity can be manufactured with good productivity.
  • a mass ratio of Fe/P which is the content ratio of iron to phosphorus, may be 1.0 or more and 30 or less.
  • the higher the Fe/P ratio the better the strength improvement effect due to precipitation strengthening. If Fe/P is 2.0 or more, the electrical conductivity tends to improve in addition to the strength. When the Fe/P ratio is 30 or less, coarse precipitates of iron are suppressed. A structure is obtained in which precipitates containing the above compound are small particles and dispersed. Therefore, disconnection caused by the precipitates is reduced.
  • Fe/P may be 2.0 or more and 20 or less, 2.2 or more and 20 or less, or 3.0 or more and 15 or less from the viewpoint of reduction of disconnection, improvement of strength, improvement of conductivity, and the like.
  • ⁇ tin> If the content of tin is 0.05% by mass or more, the effect of improving the strength due to solid-solution strengthening of tin can be obtained. If the content of tin is 0.7% by mass or less, a decrease in conductivity due to excessive tin dissolution is suppressed. In addition, deterioration of plastic workability due to excessive dissolution of tin is suppressed. Therefore, plastic working such as conform extrusion can be performed satisfactorily in the manufacturing process.
  • the content of tin may be 0.05% by mass or more and 0.6% by mass or less, 0.05% by mass or more and 0.5% by mass or less, or 0.1% by mass or more and 0.5% by mass or less. If such a copper alloy wire 1 is used as the material described above, a fine wire having excellent strength, elongation, and electrical conductivity can be manufactured with good productivity.
  • the copper alloy forming the copper alloy wire 1 of the embodiment may have a composition containing 0.001% by mass or more and 0.05% by mass or less of carbon.
  • Carbon has a deoxidizing effect on iron, phosphorus and tin. When carbon is contained in the above range, iron and phosphorus are likely to form a compound due to the deoxidizing effect, and tin is likely to form a solid solution with copper.
  • the content of carbon may be 0.001% by mass or more and 0.03% by mass or less, or 0.003% by mass or more and 0.015% by mass or less.
  • the copper alloy that constitutes the copper alloy wire 1 of the embodiment may have a composition that does not substantially contain carbon.
  • the composition of the copper alloy may contain less than 0.001% by mass of carbon. If the above content is less than 0.001% by mass, carbon is not required as a raw material for the copper alloy wire 1 in the manufacturing process.
  • the copper alloy wire 1 is excellent in manufacturability because a step of adding carbon or the like is unnecessary. Raw material costs are also reduced.
  • the copper alloy forming the copper alloy wire 1 of the embodiment has a structure containing crystals 11 and compounds 15 .
  • the crystal 11 is mainly made of copper.
  • Compound 15 contains iron and phosphorus.
  • the crystals 11 are somewhat small in the above structure. In the above structure, compound 15 is uniformly dispersed as relatively small particles.
  • the average crystal grain size in the cross section of the copper alloy wire 1 is, for example, 200 ⁇ m or less. If the average crystal grain size is 200 ⁇ m or less, there are few, preferably substantially no, coarse crystals that can serve as starting points for cracks. Therefore, disconnection due to coarse crystals is reduced. Also, the smaller the crystals 11 are, the more excellent the plastic deformability of the copper alloy wire 1 is. From this point of view, if the copper alloy wire 1 is used as the material described above, wire breakage is unlikely to occur during wire drawing, and wire drawing can be performed satisfactorily. As a result, a thin wire having excellent strength, elongation, and conductivity can be manufactured with high productivity. From the viewpoint of reducing wire breakage and improving productivity of thin wires, the average crystal grain size may be 180 ⁇ m or less, 150 ⁇ m or less, or 100 ⁇ m or less.
  • the lower limit of the average crystal grain size is not particularly limited. However, if the average crystal grain size is, for example, 1 ⁇ m or more, the manufacturing conditions of the copper alloy wire 1 can be easily controlled. From the viewpoint of reducing disconnection and improving the productivity of the copper alloy wire 1, the average crystal grain size may be 1 ⁇ m or more and 200 ⁇ m or less, 5 ⁇ m or more and 180 ⁇ m or less, 10 ⁇ m or more and 150 ⁇ m or less, or 10 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less.
  • FIG. A cross section is taken at an arbitrary position of the copper alloy wire 1 .
  • Cross-sections are observed with a scanning electron microscope (SEM). The observation magnification is, for example, 1000 times or more and 50000 times or less.
  • SEM scanning electron microscope
  • the observation magnification is, for example, 1000 times or more and 50000 times or less.
  • two views ⁇ and ⁇ are taken from the cross section.
  • the size and shape of each visual field ⁇ and ⁇ are squares of 500 ⁇ m ⁇ 500 ⁇ m.
  • the field of view ⁇ is taken from the central portion of the cross section.
  • the field of view ⁇ is taken from the area on the outer peripheral side of the cross section.
  • the central portion is a region including a point separated from the outer edge 12 of the copper alloy wire 1 shown in the cross section by half the wire diameter D of the copper alloy wire 1, that is, the wire diameter D/2.
  • the area on the outer peripheral side is an area including a point separated from the outer edge 12 by the wire diameter D/10. If the copper alloy wire 1 is a round wire, the “point separated from the outer edge 12 by the wire diameter D/2” is the center of the circle drawn by the outer edge 12 . "A point distant from the outer edge 12 by a wire diameter D/10" is a point on the circumference of a circle centered at the center of the circle drawn by the outer edge 12 and having a radius of 0.4 ⁇ D. As shown in FIG.
  • each straight line L1, L2, L3 is 500 ⁇ m.
  • Three straight lines L1, L2, and L3 are drawn so that the distance between adjacent straight lines is 100 ⁇ m or more.
  • FIG. 4 shows each straight line L1, L2, L3 with a thick solid line. The number of intersections between the straight lines L1, L2, L3 and the grain boundaries 14 is counted. A value obtained by dividing the length of each straight line L1, L2, L3 by the number of intersections, that is, "500 ⁇ m/number of intersections" is defined as the grain size obtained from each straight line L1, L2, L3.
  • the average grain size is a value obtained by averaging grain sizes obtained from a total of six straight lines. That is, the average crystal grain size is the total value of the crystal grain size obtained from the three straight lines L1, L2, L3 in the field of view ⁇ and the crystal grain size obtained from the three straight lines L1, L2, L3 in the field of view ⁇ . Average value.
  • the fields of view ⁇ and ⁇ are virtually indicated by two-dot chain lines. Hatching is omitted in FIG. In addition, FIG. 4 shows the intersections with black circles.
  • Each crystal 11 in the copper alloy forming the copper alloy wire 1 of the embodiment has a plurality of crystal planes.
  • the plurality of crystal planes are, for example, the 111th plane, the 200th plane, the 220th plane, and the like.
  • the inventors of the present invention have found that the copper alloy wire 1, which is less likely to break during wire drawing, has a structure in which the variation in the orientation state of the crystals 11 is small in the cross section.
  • the orientation ratio of the 220 plane of the crystal obtained by performing X-ray diffraction over the entire cross section, that is, the 220 orientation ratio is, for example, 15% or less.
  • Such a copper alloy wire 1 can be manufactured, for example, by a method for manufacturing a copper alloy wire according to an embodiment described later.
  • the 220 orientation ratio is 15% or less, at least one of the 111 plane and the 200 plane is oriented in many of the multiple crystals 11 forming the cross section.
  • the ratio of crystals 11 oriented in the 111 plane and crystals 11 oriented in the 220 plane is large.
  • This cross section so to speak, has a more or less uniform orientation.
  • the cross section is composed of the crystal 11 with the 220 plane oriented, the crystal 11 with the 111 plane oriented, and the crystal 11 with the 200 plane oriented. to some extent.
  • the crystals 11 are randomly oriented, that is, the orientation of the crystals 11 varies greatly.
  • the crystallinity during wire drawing will increase compared to the case where the 220 orientation ratio exceeds 15%. Disconnection due to variations in the orientation state of 11 is less likely to occur.
  • the orientation ratio of the 220 plane may be 12% or less, 10% or less, or 8% or less.
  • the lower limit of the 220 orientation ratio is ideally zero. However, for example, if the 220 orientation ratio is 0.1% or more, the manufacturing conditions of the copper alloy wire 1 can be easily controlled. From the viewpoint of reducing disconnection and improving the productivity of the copper alloy wire 1, the 220 orientation ratio is 0.1% or more and 15% or less, 0.5% or more and 12% or less, 1% or more and 10% or less, 1% or more. It may be 8% or less.
  • a sample 3 is obtained by cutting the copper alloy wire 1 along a plane perpendicular to the longitudinal direction of the copper alloy wire 1 . If the copper alloy wire 1 is a round wire, the sample 3 is a disc having two circular cross sections. The entire area of one of the two cross-sections is smoothed by mechanical polishing. The surface roughness of the cross section after polishing is about 0.2 ⁇ m in terms of arithmetic mean roughness Ra. For example, 2000 water resistant paper can be used for mechanical polishing. X-ray diffraction is performed on the entire polished cross-section as follows.
  • FIG. A predetermined direction 65 is a direction corresponding to a predetermined plane index F.
  • FIG. The given plane index F is the crystal plane identified by the Miller indices.
  • the plane index F is any one of the three crystal planes of the 220th plane, the 111th plane, and the 200th plane.
  • X-rays 6 from an X-ray source (not shown) and diffracted X-rays 60 are indicated by dashed lines.
  • the X-rays 60 diffracted from the cross section 30 are detected by the detector 52 .
  • the X-rays 60 are detected repeatedly while the sample 3 is two-dimensionally moved in a plane parallel to the cross section 30 by the movable stage 51 so that the entire cross section 30 is measured. In this way, the distribution of diffraction intensity over the entire cross section 30 is obtained. Note that the X-ray 6 does not move when the sample 3 is moved two-dimensionally. Further, the arithmetic unit 53, which will be described later, is set so as to exclude the diffraction intensity from a position where the cross section 30 does not exist.
  • the angle ⁇ and the angle 2 ⁇ are obtained.
  • the angle ⁇ is the angle formed by the plane index F and the X-ray 6 .
  • the angle 2 ⁇ is the angle between the given direction 65 and the diffracted X-rays 60 .
  • a theoretical value based on a predetermined direction 65 is used to calculate a normalized value of each diffraction intensity.
  • the above normalized value is a value obtained by dividing each diffraction intensity by the theoretical value of the peak intensity of X-ray diffraction.
  • a normalized distribution is calculated from the distribution of each diffraction intensity using the normalized values. That is, the normalized distribution of 220 planes, the normalized distribution of 111 planes, and the normalized distribution of 200 planes are calculated.
  • the above theoretical values may be obtained from the PDF (Powder Diffraction File) database published by ICDD (International Center for Diffraction Data).
  • the peak intensity may be obtained by fitting the X-ray profile data at each measurement point and using the maximum value or integrated value of this fitting curve instead of the peak intensity of the raw data. Fitting functions used in the above fitting are, for example, the Lorentz function and the Gauss function.
  • the normalized value of the diffraction intensity on the 220th surface, the normalized value of the 111th surface, and the normalized value of the 200th surface are obtained. Furthermore, the sum of these three normalized values is obtained. Further, the ratio of the value obtained by normalizing the diffraction intensity of the 220 planes to the total value is obtained. This ratio is the degree of orientation of the 220 plane at each measurement point.
  • the 220 plane orientation ratio is a value obtained by averaging the degree of orientation of the 220 plane at all measurement points.
  • the orientation degree of the 111 plane, the orientation ratio of the 111 plane, the orientation degree of the 200 plane, and the orientation ratio of the 200 plane can be obtained.
  • the degree of orientation of the 111 plane is the ratio of the normalized value of the diffraction intensity of the 111 plane to the above total value.
  • the degree of orientation of the 200 plane is the ratio of the normalized value of the diffraction intensity of the 200 plane to the above total value.
  • X-rays 6 can use, for example, BL16 existing in the synchrotron radiation facility SAGA-LS. This beam line can use X-rays with a wavelength ⁇ of, for example, 0.155 nm. A slit width of 0.5 mm square, for example, can be used.
  • the detector 52 for example, a commercially available two-dimensional detector, PILATUS 100K by Dectris can be used. The distance from the cross section 30 of the sample 3 to the two-dimensional detector is 0.512 m.
  • a commercially available computer can be used as the arithmetic unit 53 .
  • the angles .theta. and 2.theta. are selected according to the wavelength .lambda.
  • the angles ⁇ and 2 ⁇ are, for example, the following values. Note that the angles ⁇ and 2 ⁇ shown in FIG. 5 are examples.
  • the predetermined plane index F is the 220th plane
  • the angle ⁇ between the 220th plane of the sample 3 and the X-ray 6 is 37.2 degrees.
  • the angle 2 ⁇ between the predetermined direction 65 and the diffracted X-ray 60 is 74.4 degrees.
  • the predetermined plane index F is the 111 plane
  • the angle ⁇ between the 111 plane of the sample 3 and the X-ray 6 is 21.7 degrees.
  • the angle 2 ⁇ between the predetermined direction 65 and the diffracted X-ray 60 is 43.4 degrees.
  • the angle ⁇ between the 200th plane of the sample 3 and the X-ray 6 is 25.3 degrees.
  • the angle 2 ⁇ between the predetermined direction 65 and the diffracted X-ray 60 is 50.6 degrees.
  • the wire diameter D of the copper alloy wire 1 of the embodiment is 2.5 mm or more and less than 9.5 mm. If the wire diameter D is 2.5 mm or more, the copper alloy wire 1 can be suitably used as the material described above, particularly as a thin wire material having a wire diameter of 0.5 mm or less.
  • the larger the wire diameter D the larger the total area reduction rate of wire drawing can be secured. The greater the total area reduction in wire drawing, the more the strength of the produced wire rod can be improved by work hardening. As a result, a fine wire having excellent strength is produced.
  • the wire diameter D is less than 9.5 mm, a high casting speed (m/min) can be ensured in the manufacturing process, for example.
  • the copper alloy wire 1 is manufactured with good productivity.
  • the wire diameter D may be 7.5 mm or more and less than 9.5 mm, 7.8 mm or more and 9.2 mm or less, or 8.0 mm or more and 9.0 mm or less.
  • the cross-sectional shape of the copper alloy wire 1 of the embodiment is not particularly limited.
  • a representative example of the copper alloy wire 1 is a round wire having a circular cross-sectional shape. 1 and 3 illustrate the case where the copper alloy wire 1 is a round wire.
  • the cross-sectional shape may be a square shape such as a rectangle, a polygonal shape such as a hexagon, or a curved surface shape such as an ellipse.
  • the wire diameter D is the diameter of this circle.
  • the copper alloy wire 1 of the embodiment has a reduction of area of 70% or more.
  • the reduction of area is one of the indicators of ductility. If the reduction of area is 70% or more, the copper alloy wire 1 is excellent in ductility. If the copper alloy wire 1 is used as the material described above, it is less likely to break during wire drawing. The larger the reduction of area, the less likely wire breakage will occur during wire drawing. From the viewpoint of reducing disconnection, the aperture value may be 72% or more, 75% or more, or 78% or more. The theoretical upper limit of aperture value is 100%.
  • the aperture value is a ratio determined by the following [Equation 1], and is expressed as a percentage (%).
  • Aperture value (cross-sectional area S1-cross-sectional area S2)/cross-sectional area S1 ...
  • Cross-sectional area S1 is the cross-sectional area of copper alloy wire 1 .
  • the cross-sectional area S2 is the area of the fracture surface obtained by performing the tensile test until the copper alloy wire 1 is fractured.
  • FIG. 6 illustrates the copper alloy wire 1 after the tensile test. Copper alloy wire 1 after the tensile test has thick portion 17 and thin portion 18 .
  • the thick portion 17 is the portion that has not been stretched by the tensile test, that is, the portion having the wire diameter D.
  • the thin portion 18 is a portion having a wire diameter smaller than the wire diameter D as a result of being stretched by a tensile test.
  • a fracture surface 19 is produced in the thin portion 18 .
  • An image of the fracture surface 19 viewed in plan in the longitudinal direction of the copper alloy wire 1 is taken.
  • the area of the fractured surface 19 is measured using the acquired image of the fractured surface 19 .
  • the measurement of the area of the fracture surface 19 can be easily obtained by using a device capable of automatically measuring the area after subjecting the image to image processing.
  • An image processing apparatus equipped with a commercially available CCD (Charge Coupled Device) camera or the like can be used for image acquisition, image processing, and area measurement.
  • FIG. 6 schematically shows the fracture surface 19 in a plan view.
  • a tensile test is performed based on JISZ2241:2011.
  • a commercially available tensile tester can be used for the tensile test.
  • the inventors of the present invention have found that a relatively thick copper alloy wire with a wire diameter D of 7.5 mm or more, which is difficult to break during wire drawing, has a small decrease in conductivity before and after wire drawing.
  • the rate of decrease in electrical conductivity is 0.1 or less.
  • the rate of decrease in conductivity is the conductivity E0 of the copper alloy wire 1 that has not been subjected to wire drawing, and the conductivity E1 of the drawn wire material that has been subjected to drawing to a wire diameter of 2.6 mm. It is obtained by dividing the difference in the electrical conductivity E0 of the copper alloy wire 1. That is, the rate of decrease in conductivity is obtained by (E0-E1)/E0.
  • the electrical conductivity E1 of the drawn wire after wire drawing is slightly lower than the electrical conductivity E0 of the copper alloy wire 1 before wire drawing.
  • the conductivities E0 and E1 are substantially the same.
  • a copper alloy wire 1 is used as the material described above, a thin wire having high electrical conductivity can be produced.
  • This thin wire material can be suitably used as a conductor of an electric wire.
  • a fine wire having a higher electrical conductivity can be manufactured as the rate of decrease in electrical conductivity is smaller. From this point, the reduction rate of the conductivity may be 0.08 or less, 0.05 or less, or 0.03 or less.
  • the ideal upper limit of the rate of decrease in conductivity is zero.
  • the difference in conductivity is 3% IACS or less.
  • the difference in conductivity is the difference between the conductivity E0 of the copper alloy wire 1 before wire drawing and the conductivity E1 of the drawn wire material after the copper alloy wire 1 has been drawn to a wire diameter of 2.6 mm. . That is, the difference in conductivity is obtained by (E0-E1).
  • a wire diameter D of the copper alloy wire 1 is 7.5 mm or more.
  • the electrical conductivity E1 of the drawn wire material after wire drawing is slightly lower than the electrical conductivity E0 of the copper alloy wire 1 before wire drawing.
  • the conductivities E0 and E1 are substantially the same.
  • a thin wire having high electrical conductivity can be produced.
  • This thin wire material can be suitably used as a conductor of an electric wire.
  • the difference in conductivity may be 2% IACS or less, or 1% IACS or less.
  • the ideal lower bound for the conductivity difference is zero.
  • the electrical conductivity E0 of the copper alloy wire 1 of the embodiment is, for example, 35% IACS or more and 55% IACS or less, although it depends on the composition of the copper alloy, the wire diameter D, and the like.
  • Conductivity is measured by the four-terminal method.
  • a commercially available device can be used to measure conductivity.
  • ⁇ Tensile strength> The inventors of the present invention have found that a relatively thick copper alloy wire with a wire diameter D of 7.5 mm or more that is difficult to break during wire drawing has a large increase in tensile strength before and after wire drawing. I got the knowledge. Quantitatively, for example, the rate of increase in tensile strength is 1.3 or more. The rate of increase in tensile strength is the tensile strength T1 of the drawn wire material obtained by drawing the copper alloy wire 1 to a wire diameter of 2.6 mm, and the tensile strength T1 of the copper alloy wire 1 not subjected to drawing. It is obtained by dividing by T0. That is, the rate of increase in tensile strength is obtained by (T1/T0).
  • the rate of increase in tensile strength is 1.3 or more, the tensile strength T1 of the drawn wire material after wire drawing is greater than the tensile strength T0 of the copper alloy wire 1 before wire drawing. If such a copper alloy wire 1 is used as the material described above, a fine wire having high tensile strength can be produced. If this fine wire material is used as, for example, a conductor of an electric wire, this electric wire will be excellent in strength. A fine wire having a higher tensile strength can be produced as the rate of increase in tensile strength increases. From this point, the increase rate of the tensile strength may be 1.4 or more and 1.5 or more.
  • the rate of increase in tensile strength tends to increase as the total reduction in area during wire drawing increases. There is no particular upper limit for the rate of increase in tensile strength. Depending on the composition of the copper alloy, the total reduction of area, etc., the increase rate of the tensile strength is, for example, 3.0 or less.
  • the difference in tensile strength is 150 MPa or more.
  • the difference in tensile strength is the tensile strength T1 of the drawn wire material obtained by drawing the copper alloy wire 1 having a wire diameter D of 7.5 mm or more to a wire diameter of 2.6 mm, and the tensile strength T1 of the drawn wire. It is the difference from the tensile strength T0 of the copper alloy wire 1 which is not reinforced. That is, the difference in tensile strength is obtained by (T1-T0). If the difference in tensile strength is 150 MPa or more, the tensile strength T1 of the drawn wire material after wire drawing is greater than the tensile strength T0 of the copper alloy wire 1 before wire drawing.
  • a fine wire having high tensile strength can be manufactured. If this fine wire material is used as, for example, a conductor of an electric wire, this electric wire will be excellent in strength. A fine wire having a higher tensile strength can be produced as the difference in tensile strength increases. From this point, the difference in tensile strength may be 160 MPa or more, 180 MPa or more, or 200 MPa or more. The difference in tensile strength tends to increase as the total reduction in area during wire drawing increases. There is no particular upper limit for the difference in tensile strength. For example, the difference in tensile strength is 300 MPa or less, although it depends on the composition of the copper alloy, the total reduction of area, and the like.
  • the tensile strength T0 of the copper alloy wire 1 of the embodiment is, for example, 400 MPa or more and 750 MPa or less, although it depends on the composition of the copper alloy, the wire diameter D, and the like.
  • the tensile strength is measured by performing a tensile test in accordance with JIS Z 2241:2011.
  • a commercially available tensile tester can be used for the tensile test.
  • the copper alloy wire 1 of the embodiment can be manufactured, for example, by the method of manufacturing a copper alloy wire of the following embodiment.
  • a method for manufacturing a copper alloy wire according to an embodiment includes the following first step and second step, and satisfies the following three conditions.
  • the copper alloy wire manufacturing method of the embodiment may be referred to as the first manufacturing method.
  • the first step is a step of producing a casting material made of a copper alloy by continuous casting.
  • the copper alloy has a composition containing iron, phosphorus, and tin within the specific ranges described above, with the balance being copper and unavoidable impurities. The details of the composition of the copper alloy are as described above.
  • the second step is a step of manufacturing a linear extruded material by subjecting the cast material to conform extrusion.
  • ⁇ conditions> ⁇ Ratio of area reduction>> The ratio of area reduction of conform extrusion is 50% or more.
  • extruded materials having a reduction of area of 70% or more can be produced with high productivity by subjecting the cast material to conform extrusion under the above specific conditions.
  • One reason for this is that the casting speed (m/min) can be made relatively large.
  • conform extrusion can produce extrudates continuously, so long extrudates can be produced.
  • the extruded material is an example of the copper alloy wire 1 of the embodiment.
  • the casting speed (m/min) and the like are adjusted when producing the cast material.
  • the casting speed (m/min) is the length of cast material produced per minute.
  • the casting speed is adjusted by, for example, the composition of the copper alloy, the size of the casting material, the cooling conditions, the intermittent casting conditions during casting, and the like.
  • the casting speed can be appropriately selected.
  • the casting speed may be 1.0 m/min or less as described later.
  • the casting speed is more than 1.0 m/min and 1.2 m/min or more, the amount of cast material produced per unit time is large. That is, casting materials are mass-produced. From this point, the copper alloy wire 1 is manufactured with good productivity.
  • the upper limit of casting speed is, for example, 4.0 m/min.
  • the size of the cast material is adjusted so that the area reduction rate of the conform extrusion in the second process can be ensured to be 50% or more, and the extruded material with a wire diameter of 2.5 mm or more is manufactured.
  • the wire diameter of the cast material is, for example, 8 mm or more and 25 mm or less.
  • the wire diameter of the cast material here is the diameter of a circle having the same area as the cross-sectional area of the cast material.
  • the casting material is, for example, a round wire having a circular cross-sectional shape.
  • the cast material may be, for example, a rectangular wire having a rectangular cross-sectional shape, as long as conform extrusion is possible.
  • the conform extrusion device 70 includes a wheel 71 , a die 73 , a shoe 74 and an abutment 75 .
  • the wheel 71 is a rotatably supported disk.
  • the wheel 71 has a peripheral surface provided with grooves 72 .
  • the recessed groove 72 is an annular groove provided along the circumferential direction of the wheel 71 .
  • the recessed groove 72 opens on the peripheral surface of the wheel 71 .
  • a shoe 74 is arranged to face the wheel 71 .
  • the shoe 74 covers part of the opening of the groove 72 along the circumferential direction of the wheel 71 .
  • Shoe 74 does not cover the rest of the opening.
  • the abutment 75 has a convex portion.
  • the projection is inserted into a predetermined position of the groove 72 covered with the shoe 74 .
  • the convex portion partially blocks the concave groove 72 .
  • the material 100 is introduced into the space surrounded by the concave groove 72, the shoe 74 and the convex portion.
  • the die 73 pushes out the material 100 accumulated in the space. Die 73 is held in die chamber 76 .
  • the material 100 When the material 100 is inserted into the concave groove 72 of the rotating wheel 71, the material 100 is sequentially drawn into the space described above due to the frictional force between the wheel 71 and the material 100.
  • the material 100 drawn into the space is substantially closed in the space, and an extrusion pressure is generated on the material 100 .
  • the extrusion pressure sequentially draws the material 100 into the space.
  • the material 100 that has flowed into the space is extruded into a predetermined shape by the die 73 .
  • the extruded material 10 is manufactured.
  • the extruded material 10 is discharged from an extruded material discharge portion of the conform extruder 70 , here an opening 77 of a shoe 74 .
  • scraps 101 are discharged from between the wheel 71 and the abutment 75 during extrusion.
  • the scrap 101 is cut and removed by a scraper (not shown).
  • the area reduction rate of conform extrusion is 50% or more.
  • the area reduction rate is a ratio obtained by dividing the difference between the cross-sectional area of the cast material, which is the material 100, and the cross-sectional area of the extruded material 10 by the cross-sectional area of the cast material.
  • the extrusion pressure described above and the processing heat caused by the friction described above are applied to the cast material, which is the material 100 .
  • the area reduction rate is 50% or more, a larger extrusion pressure and a larger processing heat are applied to the cast material than when the area reduction rate is less than 50%. This pressurization and heating destroy the cast structure.
  • the crystals forming the extruded material 10 are smaller than the crystals forming the cast material. Also, the arrangement of the crystals changes. As described above, if the casting speed is high, the crystals forming the cast material are likely to be arranged perpendicular to the longitudinal direction of the cast material. On the other hand, the crystals forming the extruded material 10 tend to be arranged so as to intersect non-orthogonally with the longitudinal direction of the extruded material 10, that is, to be arranged obliquely to the extruded direction. Furthermore, the compound containing iron and phosphorus is formed into relatively small particles and precipitated so as to be uniformly dispersed in the extruded material 10 . Such compounds are less likely to cause cracks.
  • the crystal size and crystal arrangement are different from those of the cast material before extrusion, and the compound is dispersed as small particles. If such an extruded material 10 is subjected to wire drawing such that the wire drawing direction is parallel to the extrusion direction, wire breakage is less likely to occur during wire drawing.
  • the area reduction rate may be 50% or more and 99% or less, 55% or more and 95% or less, or 60% or more and 90% or less.
  • the cross-sectional area/wire diameter of the cast material and the opening area/diameter of the die 73 so that the area reduction rate is 50% or more and the wire diameter of the extruded material 10 is 2.5 mm or more and less than 9.5 mm is adjusted.
  • the opening area and opening diameter of the die 73 correspond to the cross-sectional area and wire diameter of the extruded material 10, respectively.
  • the wire diameter of the extruded material 10 corresponds to the wire diameter D of the copper alloy wire 1 .
  • the cast material is heated by processing heat during conform extrusion. This heating enhances the plastic workability of the cast material. Moreover, the above-described compound is precipitated by this heating. If the temperature of the extruded material 10 immediately after conform extrusion is 350° C. or higher, the effect of improving the plastic workability can be satisfactorily obtained, and the above compounds can easily precipitate appropriately.
  • the temperature is preferably 350° C. or higher and 550° C. or lower, 380° C. or higher and 500° C. or lower, or 400° C. or higher and 500° C. or lower.
  • the extrusion speed is adjusted according to the composition of the copper alloy, the area reduction rate, etc. so that the temperature is 350° C. or higher.
  • the material 100 may be heated, or the constituent members of the conform extruder 70 such as the die 73 may be heated or cooled.
  • the temperature of the extruded material 10 immediately after conform extrusion is the surface temperature of the extruded material 10 at the following points.
  • the above point is a point 50 mm in the longitudinal direction of the extruded material 10 from the opening 77 of the shoe 74 which is the ejection part of the extruded material 10 in the conform extruder 70 .
  • Conform extrusion may be performed on the cast material as it is, or may be performed on the skinned material obtained by skinning the cast material. According to conform extrusion, at least part of the surface layer portion of the material 100 can be removed as scrap 101 . Therefore, if the cast material is subjected to conform extrusion, the extruded material 10 having good surface quality can be obtained. If the stripped material is subjected to conform extrusion, the surface layer portion is more reliably removed, resulting in an extruded material 10 having a better surface quality.
  • the copper alloy wire 1 of the embodiment can also be manufactured, for example, by the following second manufacturing method.
  • the second manufacturing method differs from the first manufacturing method in that conform extrusion is not performed. Instead of performing conform extrusion, the casting speed is controlled within a specific range.
  • the second manufacturing method includes a step of manufacturing a cast material made of a copper alloy by a continuous casting method, and the casting speed of the cast material is 0.3 m/min or less. The details of the copper alloy, continuous casting method, and casting speed are as described above.
  • the second manufacturing method is based on the following findings.
  • a casting material made of a copper alloy having the above-mentioned specific composition is produced by a continuous casting method, if the casting speed (m/min) is low, the above-mentioned compound becomes relatively small particles and is uniform in the casting material. It precipitates so that it disperses uniformly.
  • the crystals forming the casting material are easily arranged so as to intersect non-orthogonally with the casting direction.
  • the cast material produced has a reduction of area of 70% or more.
  • This cast material is another example of the copper alloy wire 1 of the embodiment. The smaller the casting speed, the larger the reduction of area of the cast material.
  • the casting speed may be less than 0.3 m/min and 0.2 m/min or less.
  • the lower limit of the casting speed is, for example, 0.1 m/min.
  • the copper alloy wire 1 of the embodiment can also be manufactured, for example, by the following third manufacturing method.
  • the third manufacturing method is similar to the first manufacturing method in that conform extrusion is performed.
  • the third manufacturing method is similar to the second manufacturing method in that the casting speed is set within a specific range.
  • the conform extrusion conditions and the casting speed conditions are different from the conditions of the first production method and the conditions of the second production method.
  • the third manufacturing method includes the above-described first step and second step, and satisfies the following three conditions. The details of the first step and the second step are as described above.
  • the casting speed of the cast material is 1.0 m/min or less.
  • the ratio of area reduction of conform extrusion is 25% or more and less than 50%.
  • the wire diameter of the extruded material is 2.5 mm or more and less than 9.5 mm.
  • the third manufacturing method is based on the following findings. As described above, if the casting speed is 0.3 m/min or less, a copper alloy wire 1 having a reduction of area of 70% or more can be produced even if conform extrusion is not performed. On the other hand, when the casting speed is relatively low, especially when it is 0.3 m / min or more and 1.0 m / min or less, the extruded material subjected to conform extrusion has a lower drawing value than the cast material which is not subjected to conform extrusion. becomes larger.
  • the area reduction rate in this case may be 50% or more, but may be less than 50%. In particular, when the reduction in area is 25% or more, the above-described destruction of the cast structure is favorably performed.
  • the reduction of area of the extruded material is, for example, 75% or more, 78% or more, or 80% or more.
  • Test Example 1 Copper alloy wires made of copper alloys containing iron, phosphorus and tin were produced by various production methods. The properties, average crystal grain size, and crystal orientation of the produced copper alloy wire were investigated. In addition, the produced copper alloy wire was subjected to wire drawing, and the state of occurrence of wire breakage during wire drawing and changes in properties before and after wire drawing were investigated. Tables 1 to 5 show the composition of the copper alloy, the manufacturing conditions, the wire diameter, and the results of the investigation.
  • the copper alloy constituting the copper alloy wire of each sample has the composition shown in Tables 1 to 4.
  • the composition of the copper alloy wire of each sample can be examined by a known analytical method. Analysis methods include, for example, inductively coupled plasma (ICP) emission spectrometry, fluorescent X-ray analysis, and the like.
  • ICP inductively coupled plasma
  • the copper alloy wire of each sample was manufactured by a manufacturing method including any one of the following process types A to C.
  • the composition of the copper alloy that constitutes the casting material below contains iron, phosphorus, and tin, with the balance being copper and unavoidable impurities. Specific compositions are as shown in Tables 1 to 4. Wire diameters (mm) of the following cast materials are as shown in Table 1.
  • process type A conform extrusion is performed. Conform extrusion is not performed in process types B and C.
  • ⁇ Process type A> For the process type A, the following first process and second process are performed in order.
  • a casting material made of a copper alloy is produced by continuous casting.
  • the cast material is subjected to conform extrusion.
  • an extruded material is manufactured as a copper alloy wire.
  • the wire diameter (mm) of the extruded material is the wire diameter (mm) of the copper alloy wire.
  • Table 1 shows the casting speed (m/min) in the first step and the area reduction rate (%) of conform extrusion in the second step. Sample no. In 1-1 and 1-2, the temperature immediately after conform extrusion was 450°C.
  • ⁇ Process type B> the following processes are performed in order. First, a casting material made of a copper alloy is manufactured by a continuous casting method. Next, the cast material is subjected to cold rolling to produce a rolled material having a wire diameter of ⁇ 9.5 mm. Finally, the rolled material is stripped to produce a wire rod having a wire diameter of ⁇ 8.0 mm. In the process type B, a stripped rolled wire is manufactured as a copper alloy wire. The wire diameter (mm) of the stripped rolled wire is the wire diameter (mm) of the copper alloy wire.
  • ⁇ Process type C> a process of manufacturing a continuously cast rolled material having a wire diameter of ⁇ 8.0 mm is performed.
  • a continuously cast rolled material is manufactured as a copper alloy wire.
  • the wire diameter (mm) of the continuously cast and rolled material is the wire diameter (mm) of the copper alloy wire.
  • a continuously cast rolled material was manufactured by a known manufacturing method.
  • the copper alloy wire of each sample is any one of a cast material, an extruded material, a stripped rolled wire, and a continuously cast and rolled wire, and is a wire that is not drawn.
  • the wire diameter of the copper alloy wire of each sample is ⁇ 8.0 mm or ⁇ 9.5 mm.
  • shape The copper alloy wire of each sample is a round wire with a circular cross-sectional shape.
  • ⁇ Conductivity> The conductivity (%IACS), the rate of decrease in conductivity, and the difference in conductivity (%IACS) were measured for the copper alloy wires of each sample shown in Table 1. These measurement methods are as described above.
  • the electrical conductivity E0 (%IACS) of the copper alloy wire of each sample was measured.
  • a drawn wire having a wire diameter of 2.6 mm was produced by drawing the copper alloy wire of each sample to a wire diameter of 2.6 mm.
  • the electrical conductivity E1 (%IACS) of the drawn wire material of each manufactured sample was measured. Sample no. Table 4 shows an excerpt of the measurement results of 1-1 and 2-3.
  • the tensile strength (MPa), the rate of increase in tensile strength, and the difference in tensile strength (MPa) were measured for the copper alloy wires of each sample shown in Table 1. These measurement methods are as described above. Here, the tensile strength T0 (MPa) of the copper alloy wire of each sample was measured. Further, a drawn wire having a wire diameter of 2.6 mm was produced by drawing the copper alloy wire of each sample to a wire diameter of 2.6 mm. The tensile strength T1 (MPa) of the drawn wire material of each manufactured sample was measured. Sample no. Table 4 shows an excerpt of the measurement results of 1-1 and 2-3.
  • the copper alloy constituting the copper alloy wire of each sample had a structure containing crystals and compounds mainly composed of copper.
  • the compounds were mainly compounds containing iron and phosphorus.
  • the composition of the compound can be measured, for example, by energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX).
  • EDX energy dispersive X-ray spectroscopy
  • a drawn wire having a wire diameter of 2.6 mm was produced by drawing a copper alloy wire having a wire diameter of 8.0 mm out of the copper alloy wires of each sample to a wire diameter of 2.6 mm.
  • the wire drawing conditions were the same for all samples.
  • the amount (ton) of the copper alloy wire to be prepared was adjusted so that a predetermined amount (ton) of drawn wire material was produced.
  • the number of disconnections that occurred during wire drawing was counted.
  • a wire breakage rate was determined using the mass of the drawn wire and the number of wire breakages.
  • Sample no. Table 5 shows the measurement results of 1-1, 1-4, 1-8, and 2-3.
  • a copper alloy wire with a reduction of area of 70% or more is less likely to break during wire drawing than a copper alloy wire with a reduction of area of less than 70% (reduction of area in Table 1, wire breakage in Table 5 reference).
  • Sample no. The copper alloy wires of 1-1, 1-4 and 1-8 have a wire breakage rate of 3 times/ton or less, or even zero.
  • a copper alloy wire with a reduction of area of 70% or more has a smaller average crystal grain size than a copper alloy wire with a reduction of area of less than 70% (see Table 2).
  • Sample no. The average crystal grain size of the copper alloy wire of sample No. 1-1 is 200 ⁇ m or less, further 50 ⁇ m or less.
  • a copper alloy wire having a reduction of area of 70% or more has an orientation ratio of 220 planes of 15% or less (see Table 3). Sample no. In the copper alloy wires of 1-1 and 1-4, the orientation ratio of the 220 plane is 10% or less, further 8% or less, and the total value of the orientation ratio of the 111 plane and the orientation ratio of the 200 plane is 80% or more. occupy In such a copper alloy wire, variations in crystal orientation are small.
  • a copper alloy wire with a reduction of area of 70% or more has a smaller rate of decrease in conductivity and a smaller difference in conductivity before and after wire drawing than a copper alloy wire with a reduction of area of less than 70% (Table 4).
  • Sample no. The rate of decrease in electrical conductivity of the copper alloy wire of sample No. 1-1 was 0.1 or less, further 0.03 or less. It is about 1/6 of the reduction rate of the conductivity of the copper alloy wire of 2-3.
  • the difference in electrical conductivity of the copper alloy wire of sample No. 1-1 is 3% IACS or less. It is 1/5 of the conductivity difference of 2-3 copper alloy wires.
  • a copper alloy wire with a reduction of area of 70% or more has a greater rate of increase in tensile strength and a larger difference in tensile strength before and after wire drawing than a copper alloy wire with a reduction of area of less than 70%.
  • Sample no. The rate of increase in tensile strength of the 1-1 copper alloy wire is 1.3 or more, more preferably 1.5 or more.
  • Sample no. The difference in tensile strength of the copper alloy wire of sample No. 1-1 is 150 MPa or more, further 200 MPa or more. It is about 1.5 times the difference in tensile strength of 2-3 copper alloy wires.
  • a copper alloy wire having a drawing value of 70% or more can be produced by the following first production method, second production method, or third production method.
  • First manufacturing method Continuously cast material is subjected to conform extrusion with a reduction of area of 50% or more (Sample Nos. 1-1 and 1-2 and Samples Nos. 2-1 to 2-6 in Table 1). (see compare).
  • Second manufacturing Method A continuously cast material is manufactured at a casting speed of 0.3 m/min or less (see Sample Nos. 1-3 to 1-7 in Table 1).
  • the continuously cast material is subjected to conform extrusion with an area reduction rate of 25% or more and less than 50% (Sample No.
  • the casting speed is more than 1.0 m/min, and moreover 1.4 m/min or more. Therefore, the first manufacturing method produces a larger amount of cast material per unit time than the second manufacturing method and the third manufacturing method. From this point, the first production method can produce a copper alloy wire that is difficult to break during wire drawing with good productivity. Also, the third production method can produce a copper alloy wire with a larger reduction of area.
  • Test Example 1 it is possible to change the composition of the copper alloy, change the type and conditions of the continuous casting method, change the conform extrusion conditions, and change the wire diameter.

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Abstract

銅合金からなる線材であり、線径が２．５ｍｍ以上９．５ｍｍ未満であり、絞り値が７０％以上であり、前記銅合金は、鉄を０．０５質量％以上１．６質量％以下、リンを０．０１質量％以上０．７質量％以下、錫を０．０５質量％以上０．７質量％以下含み、残部が銅及び不可避不純物からなる組成である、銅合金線。

Description

銅合金線、及び銅合金線の製造方法
　本開示は、銅合金線、及び銅合金線の製造方法に関する。
　本出願は、２０２１年８月３１日付の日本国出願の特願２０２１－１４１９２３に基づく優先権を主張し、前記日本国出願に記載された全ての記載内容を援用するものである。
　特許文献１，２は、鉄とリンと錫とを特定の範囲で含む銅合金からなり、線径が０．５ｍｍ以下である細線材を開示する。上記細線材は被覆電線の導体に利用される。上記導体は、例えば上記細線材が複数撚り合わされてなる撚線である。
特開２０１８－０７７９４１号公報 国際公開第２０１８／０８３８３６号
　本開示に係る銅合金線は、
　銅合金からなる線材であり、
　線径が２．５ｍｍ以上９．５ｍｍ未満であり、
　絞り値が７０％以上であり、
　前記銅合金は、鉄を０．０５質量％以上１．６質量％以下、リンを０．０１質量％以上０．７質量％以下、錫を０．０５質量％以上０．７質量％以下含み、残部が銅及び不可避不純物からなる組成である。
　本開示に係る銅合金線の製造方法は、
　連続鋳造法によって銅合金からなる鋳造材を製造する第一工程と、
　前記鋳造材にコンフォーム押出を施すことで線状の押出材を製造する第二工程とを備え、
　前記銅合金は、鉄を０．０５質量％以上１．６質量％以下、リンを０．０１質量％以上０．７質量％以下、錫を０．０５質量％以上０．７質量％以下含み、残部が銅及び不可避不純物からなる組成であり、
　前記コンフォーム押出の減面率が５０％以上であり、
　前記押出材におけるコンフォーム押出直後の温度が３５０℃以上であり、
　前記押出材の線径は２．５ｍｍ以上９．５ｍｍ未満である。
図１は、実施形態の銅合金線の一例を示す概略斜視図である。 図２は、実施形態の銅合金線の横断面を拡大して示す模式図である。 図３は、図１のＩＩＩ－ＩＩＩ断面図である。 図４は、平均結晶粒径の測定方法を説明する図である。 図５は、試料の横断面の全域について特定の結晶面の配向割合を測定する方法を説明する図である。 図６は、絞り値の測定方法を説明する図である。 図７は、実施形態の銅合金線の製造方法に利用されるコンフォーム押出装置の一例を説明する図である。
［本開示が解決しようとする課題］
　伸線加工時に断線し難い銅合金線が望まれている。
　上述の細線材の製造工程は、代表的には特許文献１，２に記載されるように太い素材に伸線加工を施す工程を含む。太い素材は例えば鋳造材である。上述の特定の組成を有する銅合金からなる鋳造材は、鉄とリンとを含む化合物が偏在した組織を有し得る。上記化合物が偏在している太い素材に伸線加工が施されると、伸線加工時に上記化合物に起因する断線が生じ易い。断線が生じることで、伸線材の生産性、ひいては細線材の生産性が低下する。
　本開示の目的の一つは、伸線加工時に断線し難い銅合金線を提供することにある。また、本開示の別の目的の一つは、伸線加工時に断線し難い銅合金線を製造可能な銅合金線の製造方法を提供することにある。
［本開示の効果］
　本開示の銅合金線は伸線加工時に断線し難い。本開示の銅合金線の製造方法は、伸線加工時に断線し難い銅合金線を製造できる。
　［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。
（１）本開示の一態様に係る銅合金線は、銅合金からなる線材であり、線径が２．５ｍｍ以上９．５ｍｍ未満であり、絞り値が７０％以上である。前記銅合金は、鉄を０．０５質量％以上１．６質量％以下、リンを０．０１質量％以上０．７質量％以下、錫を０．０５質量％以上０．７質量％以下含み、残部が銅及び不可避不純物からなる組成である。
　本開示において絞り値は、銅合金線の横断面積と銅合金線が破断するまで引張試験を行うことで得られた破断面の面積との差を上記銅合金線の横断面積で除した割合であり、百分率（％）で示す。銅合金線の横断面積は銅合金線の横断面の面積である。
　本開示において横断面は、銅合金線や後述の押出材等の長尺材の長手方向に直交する平面で上記長尺材を切断した断面である。
　本開示において線径は、銅合金線の横断面積と同じ面積を有する円の直径である。
　本発明者らは、上記の特定の組成の銅合金からなる銅合金線では絞り値が７０％以上であれば、伸線加工時に断線し難いとの知見を得た。本開示の銅合金線は７０％以上の絞り値を有することから、伸線加工時に断線し難い。このような本開示の銅合金線は、伸線加工に供される素材として好適に利用できる。本開示の銅合金線が上記素材に利用されれば、例えば線径が０．５ｍｍ以下である細線材が生産性よく製造される。
（２）上記（１）の銅合金線において、横断面における平均結晶粒径が２００μｍ以下でもよい。平均結晶粒径の測定方法は後述する。
　平均結晶粒径が２００μｍ以下であれば、割れの起点になり得る粗大な結晶が少ない、好ましくは実質的に存在しない。このような銅合金線は伸線加工時に更に断線し難い。
（３）上記（１）または（２）の銅合金線において、横断面の全域にＸ線回折を行うことで求められた結晶の２２０面の配向割合が１５％以下でもよい。結晶の２２０面の配向割合の測定方法は後述する。
　本開示において結晶の２２０面は、結晶学において（２２０）と表記される結晶面を意味する。後述する結晶の１１１面、結晶の２００面はそれぞれ、結晶学において（１１１）と表記される結晶面、（２００）と表記される結晶面を意味する。
　以下の説明では、結晶の２２０面の配向割合を２２０配向割合と呼ぶことがある。
　上記２２０配向割合が１５％以下であれば、後述するように結晶の配向状態のばらつきが小さい。このような横断面を有する銅合金線は、２２０配向割合が１５％を超える場合に比較して、結晶の配向状態のばらつきに起因する断線が生じ難い。この点から、上記銅合金線は伸線加工時に更に断線し難い。
（４）上記（１）から（３）のいずれかの銅合金線において、前記線径が７．５ｍｍ以上であり、前記銅合金線の導電率と前記銅合金線に２．６ｍｍの線径まで伸線加工が施された伸線材の導電率との差を前記銅合金線の導電率で除すことで求められた導電率の低下割合が０．１以下でもよい。
　上記導電率の低下割合が０．１以下であれば、上記伸線材の導電率は、伸線加工前の銅合金線の導電率よりも若干小さい程度である。このような銅合金線が上述の素材に利用されれば、高い導電率を有する細線材が製造される。上記細線材は電線の導体に好適に利用できる。
（５）上記（１）から（４）のいずれかの銅合金線において、前記線径が７．５ｍｍ以上であり、前記銅合金線の導電率と前記銅合金線に２．６ｍｍの線径まで伸線加工が施された伸線材の導電率との差が３％ＩＡＣＳ以下でもよい。
　上記の導電率の差が３％ＩＡＣＳ以下であれば、上記伸線材の導電率は、伸線加工前の銅合金線の導電率よりも若干小さい程度である。このような銅合金線が上述の素材に利用されれば、高い導電率を有する細線材が製造される。上記細線材は電線の導体に好適に利用できる。
（６）上記（１）から（５）のいずれかの銅合金線において、前記線径が７．５ｍｍ以上であり、前記銅合金線に２．６ｍｍの線径まで伸線加工が施された伸線材の引張強さを前記銅合金線の引張強さで除すことで求められた引張強さの増加割合が１．３以上でもよい。
　上記引張強さの増加割合が１．３以上であれば、上記伸線材の引張強さは、伸線加工前の銅合金線の引張強さよりも大きい。このような銅合金線が上述の素材に利用されれば、高い引張強さを有する細線材が製造される。上記細線材が電線の導体に利用されれば、この電線は強度に優れる。
（７）上記（１）から（６）のいずれかの銅合金線において、前記線径が７．５ｍｍ以上であり、前記銅合金線に２．６ｍｍの線径まで伸線加工が施された伸線材の引張強さと前記銅合金線の引張強さとの差が１５０ＭＰａ以上でもよい。
　上記の引張強さの差が１５０ＭＰａ以上であれば、上記伸線材の引張強さは、伸線加工前の銅合金線の引張強さよりも大きい。このような銅合金線が上述の素材に利用されれば、高い引張強さを有する細線材が製造される。上記細線材が電線の導体に利用されれば、この電線は強度に優れる。
（８）本開示の一態様に係る銅合金線の製造方法は、連続鋳造法によって銅合金からなる鋳造材を製造する第一工程と、前記鋳造材にコンフォーム押出を施すことで線状の押出材を製造する第二工程とを備える。前記銅合金は、鉄を０．０５質量％以上１．６質量％以下、リンを０．０１質量％以上０．７質量％以下、錫を０．０５質量％以上０．７質量％以下含み、残部が銅及び不可避不純物からなる組成である。前記コンフォーム押出の減面率が５０％以上である。前記押出材におけるコンフォーム押出直後の温度が３５０℃以上である。前記押出材の線径は２．５ｍｍ以上９．５ｍｍ未満である。
　本開示においてコンフォーム押出の減面率は、鋳造材の横断面積と押出材の横断面積との差を鋳造材の横断面積で除した割合であり、百分率（％）で示す。鋳造材の横断面積は鋳造材の横断面の面積である。押出材の横断面積は押出材の横断面の面積である。
　本開示において押出材におけるコンフォーム押出直後の温度は、以下の地点における押出材の表面温度である。上記地点は、コンフォーム押出装置における押出材の排出部から押出材の長手方向に５０ｍｍの地点である。
　本開示の銅合金線の製造方法は、伸線加工時に断線し難い銅合金線を製造できる。この理由の一つは、本開示の銅合金線の製造方法は、延性に優れる銅合金線を製造できるからである。定量的には、本開示の銅合金線の製造方法は、７０％以上の絞り値を有する銅合金線を製造できる。また、本開示の銅合金線の製造方法は、第一工程において鋳造速度（ｍ／ｍｉｎ）を比較的大きくすることができる。上記鋳造速度が大きいほど鋳造材が効率的に量産される。第二工程では長い押出材が連続して製造される。即ち押出材も量産される。これらの点から、本開示の銅合金線の製造方法は、伸線加工時に断線し難い銅合金線を生産性よく製造できる。
　本開示の銅合金線の製造方法は、以下の知見に基づくものである。
　連続鋳造法によって上記の特定の組成を有する銅合金からなる鋳造材を製造する場合、鋳造速度（ｍ／ｍｉｎ）が大きいほど、鋳造材に鉄とリンとを含む化合物が偏在し易い。また、上記鋳造速度が大きいほど、鋳造材を構成する結晶が鋳造方向に直交するように配列し易い。偏在した化合物は結晶に沿って配列し易い。このような鋳造組織を有する鋳造材に、伸線方向が鋳造方向に平行な方向となるように伸線加工を施すと、上記化合物が割れの起点となることで伸線材に割れが生じる。伸線材に割れが生じると、鋳造方向即ち伸線方向に垂直に並んだ結晶が剥がれる。結果として、伸線加工時に断線が生じる。
　一方、上記鋳造材に特定の減面率のコンフォーム押出が施された押出材は、伸線加工を施しても伸線加工時に断線し難い。この理由は以下のように考えられる。上記の特定の減面率のコンフォーム押出によって、上記鋳造材に押出圧力と加工熱とが加えられる。この加圧及び加熱によって鋳造組織が破壊される。上記鋳造速度が大きい場合でも鋳造組織が破壊される。鋳造組織の破壊によって上記化合物が小さな粒子となって組織中に分散し得る。このような組織を有する上記押出材では上記化合物が割れの起点になり難い。また、鋳造組織の破壊によって結晶の大きさ及び配列が変わることで、上記押出材では結晶が剥がれ難い。結果として、上記押出材は断線し難い。
［本開示の実施形態の詳細］
　以下、適宜、図面を参照して、本開示の実施の形態を詳細に説明する。図中、同一符号は同一名称物を示す。
［銅合金線］
（概要）
　図１に示すように実施形態の銅合金線１は、銅合金からなる線材であって、線径が比較的大きい線材である。銅合金線１は例えば鋳造材又は押出材であり、伸線加工が施されていない線材である。上記銅合金は、銅合金を１００質量％として、鉄を０．０５質量％以上１．６質量％以下、リンを０．０１質量％以上０．７質量％以下、錫を０．０５質量％以上０．７質量％以下含み、残部が銅及び不可避不純物からなる組成を有する。また、図２に示すように上記銅合金は結晶１１を含む組織を有する。特に実施形態の銅合金線１は、後述するように高い延性を有する。そのため、実施形態の銅合金線１に伸線加工が施された場合、伸線加工時に断線が生じ難い。
　以下、銅合金の組成、銅合金の組織、線径、特性を順に説明する。
　以下の説明では元素を元素記号によって示すことがある。Ｃｕは銅を意味する。Ｆｅは鉄を意味する。Ｐはリンを意味する。Ｓｎは錫を意味する。
（組成）
　実施形態の銅合金線１を構成する銅合金は、添加元素として鉄、リン、錫を上述の範囲で含み、銅を最も多く含む銅基合金である。
　〈鉄〉
　鉄の含有割合が０．０５質量％以上であれば、鉄とリンとの化合物が形成される。上記化合物が母相である銅に析出することで、析出強化による強度の向上効果が得られる。また、上記化合物が形成されることで、鉄及びリンが銅に固溶する量が低減される。これらの点から、銅合金線１が伸線加工に供される素材に利用されれば、強度及び導電性に優れる細線材が製造される。鉄の含有割合が１．６質量％以下であれば、上記化合物が小さな粒子でありかつ分散した組織が得られる。この点から、銅合金線１が上記素材に利用されれば、伸線加工時に上記化合物に起因する断線が生じ難い。また、製造された細線材は伸びにも優れる。
　鉄の含有割合は０．０８質量％以上１．５質量％以下、０．０９質量％以上１．２質量％以下、０．１質量％以上１．０質量％以下でもよい。このような銅合金線１が上述の素材に利用されれば、強度、伸び、及び導電性に優れる細線材が生産性よく製造される。
　〈リン〉
　リンの含有割合が０．０１質量％以上であれば、鉄とリンとの化合物が形成される。上記化合物によって、上述のように析出強化による強度の向上効果、リン及び鉄の固溶量の低減効果が得られる。リンの含有割合が０．７質量％以下であれば、上記化合物が小さな粒子でありかつ分散した組織が得られる。そのため、上記化合物に起因する断線が低減される。なお、リンの一部が脱酸剤となること、即ちリン酸化物となって母相に含まれることを許容する。
　リンの含有割合は０．０２質量％以上０．６質量％以下、０．０３質量％以上０．５質量％以下、０．０５質量％以上０．４質量％以下でもよい。このような銅合金線１が上述の素材に利用されれば、強度、伸び、及び導電性に優れる細線材が生産性よく製造される。
　〈Ｆｅ／Ｐ〉
　リンに対する鉄の含有割合であるＦｅ／Ｐが質量比で１．０以上３０以下でもよい。Ｆｅ／Ｐが大きいほど、析出強化による強度の向上効果が良好に得られる。Ｆｅ／Ｐが２．０以上であれば、強度に加えて導電性が向上する傾向にある。Ｆｅ／Ｐが３０以下であれば、鉄が粗大な析出物となることが抑制される。上記化合物を含む析出物が小さな粒子でありかつ分散した組織が得られる。そのため、上記析出物に起因する断線が低減される。断線の低減、強度の向上、導電性の向上等の観点から、Ｆｅ／Ｐは２．０以上２０以下、２．２以上２０以下、３．０以上１５以下でもよい。
　〈錫〉
　錫の含有割合が０．０５質量％以上であれば、錫の固溶強化による強度の向上効果が得られる。錫の含有割合が０．７質量％以下であれば、錫の過剰固溶に起因する導電性の低下が抑制される。また、錫の過剰固溶に起因する塑性加工性の低下が抑制される。そのため、製造過程では例えばコンフォーム押出等の塑性加工が良好に行える。
　錫の含有割合は０．０５質量％以上０．６質量％以下、０．０５質量％以上０．５質量％以下、０．１質量％以上０．５質量％以下でもよい。このような銅合金線１が上述の素材に利用されれば、強度、伸び、及び導電性に優れる細線材が生産性よく製造される。
　〈その他の元素〉
　実施形態の銅合金線１を構成する銅合金は炭素を０．００１質量％以上０．０５質量％以下含む組成を有してもよい。炭素は鉄、リン、錫に対して脱酸効果を有する。炭素を上記の範囲で含む場合には、脱酸効果によって鉄とリンとが化合物を形成し易かったり、錫が銅に固溶し易かったりする。炭素の含有割合は０．００１質量％以上０．０３質量％以下、０．００３質量％以上０．０１５質量％以下でもよい。
　一方、実施形態の銅合金線１を構成する銅合金は、炭素を実質的に含まない組成を有してもよい。定量的には上記銅合金の組成は炭素の含有割合が０．００１質量％未満でもよい。上記含有割合が０．００１質量％未満であれば、製造過程では、銅合金線１の原料として炭素が不要である。炭素の添加工程等が不要な点から、銅合金線１は製造性に優れる。原料コストも低減される。
（組織）
　図２に示すように実施形態の銅合金線１を構成する銅合金は結晶１１と化合物１５とを含む組織を有する。結晶１１は銅を主体とする。化合物１５は鉄とリンとを含む。上記組織では結晶１１がある程度小さい。また、上記組織では、化合物１５が比較的小さな粒子であって均一的に分散している。
　〈平均結晶粒径〉
　定量的には、銅合金線１の横断面における平均結晶粒径が例えば２００μｍ以下である。上記平均結晶粒径が２００μｍ以下であれば、割れの起点になり得る粗大な結晶が少ない、好ましくは実質的に存在しない。そのため、粗大な結晶に起因する断線が低減される。また、結晶１１が小さいほど銅合金線１は塑性変形性に優れる。この点から、銅合金線１が上述の素材に利用されれば、伸線加工時に断線し難い上に伸線加工を良好に行える。結果として、強度、伸び、及び導電性に優れる細線材が生産性よく製造される。断線の低減、細線材の生産性の向上の観点から、上記平均結晶粒径は１８０μｍ以下、１５０μｍ以下、１００μｍ以下でもよい。
　上記平均結晶粒径の下限は特に限定されない。ただし、上記平均結晶粒径が例えば１μｍ以上であれば、銅合金線１の製造条件の制御が行い易い。断線の低減、銅合金線１の生産性の向上の観点から、上記平均結晶粒径は１μｍ以上２００μｍ以下、５μｍ以上１８０μｍ以下、１０μｍ以上１５０μｍ以下、１０μｍ以上１００μｍ以下でもよい。
　以下、図３、図４を参照して、上記平均結晶粒径の測定方法を説明する。
　銅合金線１の任意の位置において横断面をとる。横断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察する。観察倍率は例えば１０００倍以上５００００倍以下である。図３に示すように横断面から二つの視野α，βをとる。各視野α，βの大きさ、形状は５００μｍ×５００μｍの正方形である。視野αは横断面の中央部からとる。視野βは横断面の外周側の領域からとる。上記中央部は、横断面に示される銅合金線１の外縁１２から銅合金線１の線径Ｄの半分つまり線径Ｄ／２だけ離れた地点を含む領域である。上記外周側の領域は、外縁１２から線径Ｄ／１０だけ離れた地点を含む領域である。銅合金線１が丸線であれば「外縁１２から線径Ｄ／２だけ離れた地点」は外縁１２が描く円の中心である。「外縁１２から線径Ｄ／１０だけ離れた地点」は外縁１２が描く円の中心を中心とする円であって、半径０．４×Ｄを有する円の円周上の点である。図４に示すように各視野α，βの任意の位置に３本の平行な直線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３を引く。各直線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３の長さは５００μｍである。隣り合う直線の間隔が１００μｍ以上となるように三つの直線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３を引く。図４は各直線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３を太実線で示す。各直線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３と結晶粒界１４との交点の数を数える。各直線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３について直線の長さを交点の数で除した値、即ち「５００μｍ／交点の数」を各直線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３から求めた結晶粒径とする。平均結晶粒径は、合計６本の直線から求めた結晶粒径を平均した値である。即ち平均結晶粒径は、視野αの３本の直線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３から求めた結晶粒径と、視野βの３本の直線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３から求めた結晶粒径との合計値を平均した値である。なお、図３，図４において視野α，βは二点鎖線で仮想的に示す。図４においてハッチングは省略する。また、図４は上記交点を黒丸で示す。
　〈結晶の配向状態〉
　実施形態の銅合金線１を構成する銅合金において各結晶１１は結晶面を複数有する。複数の結晶面は例えば１１１面、２００面、２２０面等である。本発明者らは、伸線加工時に断線し難い銅合金線１は横断面において結晶１１の配向状態のばらつきが小さい組織を有する、との知見を得た。定量的には、横断面の全域にＸ線回折を行うことで求められた結晶の２２０面の配向割合、即ち２２０配向割合が例えば１５％以下である。このような銅合金線１は、例えば後述する実施形態の銅合金線の製造方法によって製造することができる。
　上記２２０配向割合が１５％以下であれば、横断面を構成する複数の結晶１１のうち多くの結晶１１では１１１面及び２００面の少なくとも一方の結晶面が配向している。この横断面は、１１１面が配向している結晶１１及び２２０面が配向している結晶１１の割合が大きい。いわばこの横断面はある程度均一的な配向状態を有する。一方、上記２２０配向割合が１５％超であれば、横断面は、２２０面が配向している結晶１１と、１１１面が配向している結晶１１と、２００面が配向している結晶１１とをそれぞれある程度含む。いわばこの横断面では、結晶１１がランダムに配向している、つまり結晶１１の配向状態のばらつきが大きい。以上のことから、上記２２０配向割合が１５％以下である銅合金線１が上述の素材に利用されれば、上記２２０配向割合が１５％超である場合に比較して、伸線加工時に結晶１１の配向状態のばらつきに起因する断線が生じ難い。
　上記２２０配向割合が小さいほど結晶１１の配向状態のばらつきが小さい。断線の低減の観点から、上記２２０面の配向割合は１２％以下、１０％以下、８％以下でもよい。
　上記２２０配向割合の下限は、理想的にはゼロである。ただし、例えば上記２２０配向割合が０．１％以上であれば、銅合金線１の製造条件の制御が行い易い。断線の低減、銅合金線１の生産性の向上の観点から、上記２２０配向割合は０．１％以上１５％以下、０．５％以上１２％以下、１％以上１０％以下、１％以上８％以下でもよい。
　以下、図５を参照して、上記２２０配向割合の測定方法を説明する。
　銅合金線１を銅合金線１の長手方向に垂直な平面で切断することで試料３を得る。銅合金線１が丸線であれば、試料３は二つの円形状の横断面を有する円盤である。二つの横断面のうち一方の横断面の全域を機械研磨によって平滑にする。研磨後の横断面の表面粗さは算術平均粗さＲａで０．２μｍ程度である。機械研磨には例えば２０００番の耐水ペーパーを利用することができる。研磨した横断面の全域について以下のようにＸ線回折を行う。
　可動ステージ５１の表面５１ｆ上に試料３を配置する。表面５１ｆは平面である。この配置は、試料３における上述の機械研磨された横断面３０が表面５１ｆに平行となるように、かつ所定の方向６５からＸ線６が横断面３０に照射されるように行う。所定の方向６５は所定の面指数Ｆに対応した方向である。所定の面指数Ｆはミラー指数によって特定される結晶面である。ここでは面指数Ｆは２２０面、１１１面、２００面の三つの結晶面のいずれか一つの結晶面である。なお、図５は図示しないＸ線源からのＸ線６及び回折したＸ線６０を破線で示す。
　試料３の横断面３０に対して所定の方向６５からＸ線６を照射することで、横断面３０から回折したＸ線６０を検出器５２によって検出する。Ｘ線６０の検出は、横断面３０の全域が測定されるように、可動ステージ５１によって試料３を横断面３０に平行な面内で２次元的に動かしながら繰り返し行う。こうすることで横断面３０の全域における回折強度の分布を得る。なお、試料３を２次元的に動かす際にＸ線６は動かさない。また、横断面３０が存在しない位置からの回折強度を除外するように後述の演算装置５３を設定する。
　面指数Ｆに応じて角度θ，角度２θを変更することで、２２０面の回折強度の分布、１１１面の回折強度の分布、２００面の回折強度の分布を得る。角度θは面指数ＦとＸ線６とがなす角度である。角度２θは所定の方向６５と回折したＸ線６０とがなす角度である。所定の方向６５に基づく理論値を用いて上記の各回折強度を規格化した値を算出する。上記規格化した値は、各回折強度をＸ線回折の回折強度のピーク強度の理論値で除することによって得られる値である。上記規格化した値を用いて、各回折強度の分布から規格化分布を算出する。即ち２２０面の規格化分布、１１１面の規格化分布、２００面の規格化分布を算出する。上記理論値はＩＣＤＤ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｃｅｎｔｒｅ　ｆｏｒ　Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ　Ｄａｔａ）が公開するＰＤＦ（Ｐｏｗｄｅｒ　Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ　Ｆｉｌｅ）のデータベースから取得するとよい。なお、ピーク強度は、生データのピーク強度ではなく、各測定点におけるＸ線プロファイルデータをフィッティングして、このフィッティング曲線の最大値又は積分値を用いてもよい。上記のフィッティングに用いるフィッティング関数は例えばＬｏｒｅｎｔｚ関数、Ｇａｕｓｓ関数である。
　横断面３０の測定点ごとに２２０面の回折強度を規格化した値と１１１面の回折強度を規格化した値と２００面の回折強度を規格化した値とを求める。更にこれら三つの規格化した値を合計した値を求める。更に上記合計した値に対する２２０面の回折強度を規格化した値の割合を求める。この割合が各測定点における２２０面の配向度である。２２０面配向割合は、全ての測定点における２２０面の配向度を平均した値である。同様にして、１１１面の配向度及び１１１面の配向割合、２００面の配向度及び２００面の配向割合を求めることができる。１１１面の配向度は上記合計した値に対する１１１面の回折強度を規格化した値の割合である。２００面の配向度は上記合計した値に対する２００面の回折強度を規格化した値の割合である。
　Ｘ線６は例えば放射光施設ＳＡＧＡ－ＬＳに存在するＢＬ１６を利用することができる。本ビームラインは波長λが例えば０．１５５ｎｍのＸ線を利用することができる。スリット幅は例えば０．５ｍｍ角を利用することができる。検出器５２は例えば市販の２次元検出器であるＤｅｃｔｒｉｓ社、ＰＩＬＡＴＵＳ　１００Ｋを利用することができる。試料３の横断面３０から上記２次元検出器までの距離は０．５１２ｍである。演算装置５３は市販のコンピュータを利用することができる。
　角度θ，２θは上述の波長λに応じて選択する。波長λが０．１５５ｎｍである場合、角度θ，２θは例えば以下の値である。なお、図５に示す角度θ，２θは例示である。
　所定の面指数Ｆが２２０面である場合、試料３の２２０面とＸ線６とがなす角度θは３７．２度を用いる。所定の方向６５と回折したＸ線６０とがなす角度２θは７４．４度を用いる。
　所定の面指数Ｆが１１１面である場合、試料３の１１１面とＸ線６とがなす角度θは２１．７度を用いる。所定の方向６５と回折したＸ線６０とがなす角度２θは４３．４度を用いる。
　所定の面指数Ｆが２００面である場合、試料３の２００面とＸ線６とがなす角度θは２５．３度を用いる。所定の方向６５と回折したＸ線６０とがなす角度２θは５０．６度を用いる。
（線径）
　実施形態の銅合金線１の線径Ｄは２．５ｍｍ以上９．５ｍｍ未満である。線径Ｄが２．５ｍｍ以上であれば、銅合金線１を上述の素材、特に線径が０．５ｍｍ以下である細線材の素材に好適に利用できる。線径Ｄが大きいほど、伸線加工の総減面率を大きく確保することができる。伸線加工の総減面率が大きいほど、製造された伸線材は加工硬化による強度の向上効果を得られる。結果として強度に優れる細線材が製造される。一方、線径Ｄが９．５ｍｍ未満であれば、例えば製造過程において鋳造速度（ｍ／ｍｉｎ）を大きく確保することができる。結果として銅合金線１が生産性よく製造される。以上の点から、線径Ｄは７．５ｍｍ以上９．５ｍｍ未満、７．８ｍｍ以上９．２ｍｍ以下、８．０ｍｍ以上９．０ｍｍ以下でもよい。
（形状）
　実施形態の銅合金線１の横断面形状は特に限定されない。銅合金線１の代表例は横断面形状が円形状である丸線である。図１，図３は銅合金線１が丸線である場合を例示する。横断面形状は、長方形等の四角形状、六角形等の多角形状、楕円形等の曲面形状等でもよい。なお、銅合金線１が丸線である場合、線径Ｄはこの円の直径である。
（特性）
〈絞り値〉
　実施形態の銅合金線１の絞り値は７０％以上である。絞り値は延性を示す指標の一つである。絞り値が７０％以上であれば、銅合金線１は延性に優れる。銅合金線１が上述の素材に利用されれば、伸線加工時に断線し難い。絞り値が大きいほど、伸線加工時に断線が生じ難い。断線の低減の観点から、絞り値は７２％以上、７５％以上、７８％以上でもよい。絞り値の理論的な上限は１００％である。
　絞り値は以下の［式１］によって求められる割合であり、百分率（％）で示す。
　絞り値＝（断面積Ｓ１－断面積Ｓ２）／断面積Ｓ１　…　［式１］
　断面積Ｓ１は銅合金線１の横断面積である。断面積Ｓ２は銅合金線１が破断するまで引張試験を行うことで得られる破断面の面積である。図６は引張試験後の銅合金線１を例示する。引張試験後の銅合金線１は太い部分１７と細い部分１８とを有する。太い部分１７は引張試験によって引き延ばされていない部分、つまり線径Ｄを有する部分である。細い部分１８は引張試験によって引き延ばされることで線径Ｄよりも小さい線径を有する部分である。細い部分１８に破断面１９が生じる。破断面１９を銅合金線１の長手方向に平面視した画像を撮る。取得した破断面１９の画像を用いて、破断面１９の面積を測定する。破断面１９の面積の測定は上記画像に画像処理を施した後、上記面積を自動的に測定可能な装置を利用すれば簡単に求められる。画像の取得、画像処理、面積の測定には市販のＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ　Ｃｏｕｐｌｅｄ　Ｄｅｖｉｃｅ）カメラを備える画像処理装置等を利用することができる。なお、図６は破断面１９を平面で模式的に示す。
　引張試験はＪＩＳ　Ｚ　２２４１：２０１１に準拠して行う。引張試験には市販の引張試験装置を利用することができる。
〈導電率〉
　本発明者らは、線径Ｄが７．５ｍｍ以上である比較的太い銅合金線であって伸線加工時に断線し難い銅合金線は伸線加工の前後において導電率の低下が小さい、との知見を得た。定量的には、例えば導電率の低下割合が０．１以下である。導電率の低下割合は、伸線加工が施されていない銅合金線１の導電率Ｅ０と銅合金線１に２．６ｍｍの線径まで伸線加工が施された伸線材の導電率Ｅ１との差を銅合金線１の導電率Ｅ０で除すことで求められる。即ち導電率の低下割合は（Ｅ０－Ｅ１）／Ｅ０で求められる。上記導電率の低下割合が０．１以下であれば、伸線加工後の伸線材の導電率Ｅ１は、伸線加工前の銅合金線１の導電率Ｅ０よりも若干小さい程度である。好ましくは導電率Ｅ０，Ｅ１は実質的に同じである。このような銅合金線１が上述の素材に利用されれば、高い導電率を有する細線材が製造される。この細線材は、電線の導体に好適に利用できる。上記導電率の低下割合が小さいほど、より高い導電率を有する細線材が製造され得る。この点から、上記導電率の低下割合は０．０８以下、０．０５以下、０．０３以下でもよい。上記導電率の低下割合の理想の上限はゼロである。
　又は、例えば導電率の差が３％ＩＡＣＳ以下である。上記導電率の差は伸線加工前の銅合金線１の導電率Ｅ０と銅合金線１に２．６ｍｍの線径まで伸線加工が施された伸線材の導電率Ｅ１との差である。即ち導電率の差は（Ｅ０－Ｅ１）で求められる。銅合金線１の線径Ｄは７．５ｍｍ以上である。上記導電率の差が３％ＩＡＣＳ以下であれば、伸線加工後の伸線材の導電率Ｅ１は、伸線加工前の銅合金線１の導電率Ｅ０よりも若干小さい程度である。好ましくは導電率Ｅ０，Ｅ１は実質的に同じである。このような銅合金線１が上述の素材に利用されれば、高い導電率を有する細線材が製造される。この細線材は、電線の導体に好適に利用できる。上記導電率の差が小さいほど、より高い導電率を有する細線材が製造され得る。この点から、上記導電率の差は２％ＩＡＣＳ以下、１％ＩＡＣＳ以下でもよい。上記導電率の差の理想の下限はゼロである。
　実施形態の銅合金線１の導電率Ｅ０は、銅合金の組成、線径Ｄ等にもよるが、例えば３５％ＩＡＣＳ以上５５％ＩＡＣＳ以下である。
　導電率は、四端子法によって測定する。導電率の測定には市販の装置を利用することができる。
〈引張強さ〉
　本発明者らは、線径Ｄが７．５ｍｍ以上である比較的太い銅合金線であって伸線加工時に断線し難い銅合金線は伸線加工の前後において引張強さの増加が大きい、との知見を得た。定量的には、例えば引張強さの増加割合が１．３以上である。引張強さの増加割合は、銅合金線１に２．６ｍｍの線径まで伸線加工が施された伸線材の引張強さＴ１を伸線加工が施されていない銅合金線１の引張強さＴ０で除すことで求められる。即ち引張強さの増加割合は（Ｔ１／Ｔ０）で求められる。上記引張強さの増加割合が１．３以上であれば、伸線加工後の伸線材の引張強さＴ１は伸線加工前の銅合金線１の引張強さＴ０よりも大きい。このような銅合金線１が上述の素材に利用されれば、高い引張強さを有する細線材が製造される。この細線材が例えば電線の導体に利用されれば、この電線は強度に優れる。上記引張強さの増加割合が大きいほど、より高い引張強さを有する細線材が製造され得る。この点から、上記引張強さの増加割合は１．４以上、１．５以上でもよい。伸線加工時の総減面率が大きいほど、上記引張強さの増加割合が大きくなる傾向にある。上記引張強さの増加割合の上限は特に設けない。銅合金の組成、総減面率等にもよるが、例えば上記引張強さの増加割合は３．０以下である。
　又は、例えば引張強さの差が１５０ＭＰａ以上である。上記引張強さの差は、線径Ｄが７．５ｍｍ以上である銅合金線１に２．６ｍｍの線径まで伸線加工が施された伸線材の引張強さＴ１と伸線加工が施されていない銅合金線１の引張強さＴ０との差である。即ち引張強さの差は（Ｔ１－Ｔ０）で求められる。上記引張強さの差が１５０ＭＰａ以上であれば、伸線加工後の伸線材の引張強さＴ１は伸線加工前の銅合金線１の引張強さＴ０よりも大きい。このような銅合金線１が上述の素材に利用されれば、高い引張強さを有する細線材が製造される。この細線材が例えば電線の導体に利用されれば、この電線は強度に優れる。上記引張強さの差が大きいほど、より高い引張強さを有する細線材が製造され得る。この点から、上記引張強さの差は１６０ＭＰａ以上、１８０ＭＰａ以上、２００ＭＰａ以上でもよい。伸線加工時の総減面率が大きいほど、上記引張強さの差が大きくなる傾向にある。上記引張強さの差の上限は特に設けない。銅合金の組成、総減面率等にもよるが、例えば上記引張強さの差は３００ＭＰａ以下である。
　実施形態の銅合金線１の引張強さＴ０は、銅合金の組成、線径Ｄ等にもよるが、例えば４００ＭＰａ以上７５０ＭＰａ以下である。
　引張強さは、ＪＩＳ　Ｚ　２２４１：２０１１に準拠して引張試験を行うことで測定する。引張試験には市販の引張試験装置を利用することができる。
［銅合金線の製造方法］
（第一の製造方法）
　実施形態の銅合金線１は例えば以下の実施形態の銅合金線の製造方法によって製造することができる。実施形態の銅合金線の製造方法は、以下の第一工程と第二工程とを備えると共に、以下の三つの条件を満たす。以下、実施形態の銅合金線の製造方法を第一の製造方法と呼ぶことがある。
　第一工程は、連続鋳造法によって銅合金からなる鋳造材を製造する工程である。上記銅合金は鉄、リン、錫を上述の特定の範囲で含み、残部が銅及び不可避不純物からなる組成を有する。上記銅合金の組成の詳細は上述の通りである。
　第二工程は、上記鋳造材にコンフォーム押出を施すことで線状の押出材を製造する工程である。
〈条件〉
《減面率》上記コンフォーム押出の減面率が５０％以上である。
《押出温度》上記押出材におけるコンフォーム押出直後の温度が３５０℃以上である。
《線径》上記押出材の線径は２．５ｍｍ以上９．５ｍｍ未満である。
　第一の製造方法は、鋳造材に上記の特定の条件のコンフォーム押出を施すことで絞り値が７０％以上である押出材を生産性よく製造できる。この理由の一つは、鋳造速度（ｍ／ｍｉｎ）を比較的大きくすることができるからである。別の理由の一つはコンフォーム押出は、押出材を連続して製造可能であるため、長い押出材を製造できるからである。上記押出材は実施形態の銅合金線１の一例である。
　以下、工程ごとに説明する。
〈第一工程〉
　連続鋳造法には公知の方法、例えば上引き鋳造法、垂直式鋳造法、横引き鋳造法、ベルトアンドホイール、双ベルト等を利用することができる。鋳造材を製造する際には鋳造速度（ｍ／ｍｉｎ）等が調整される。鋳造速度（ｍ／ｍｉｎ）は１分間当たりに製造される鋳造材の長さである。上記鋳造速度は例えば銅合金の組成、鋳造材の大きさ、冷却条件、鋳造時の間欠引き条件等によって調整される。上記鋳造速度は適宜選択できる。上記鋳造速度は後述するように１．０ｍ／ｍｉｎ以下でもよい。一方、上記鋳造速度は１．０ｍ／ｍｉｎ超、１．２ｍ／ｍｉｎ以上であれば、単位時間あたりの鋳造材の製造量が大きい。即ち鋳造材が量産される。この点から、銅合金線１が生産性よく製造される。鋳造速度の上限は例えば４．０ｍ／ｍｉｎである。
　鋳造材の大きさは、第二工程におけるコンフォーム押出の減面率が５０％以上を確保できるように、かつ線径が２．５ｍｍ以上の押出材が製造されるように調整される。鋳造材の線径は例えば８ｍｍ以上２５ｍｍ以下である。ここでの鋳造材の線径は鋳造材の横断面積と同じ面積を有する円の直径である。鋳造材は例えば横断面形状が円形状である丸線である。鋳造材はコンフォーム押出が可能であれば、例えば横断面形状が長方形である角線等でもよい。
〈第二工程〉
　コンフォーム押出には公知のコンフォーム押出装置を利用することができる。以下、図７を参照して、コンフォーム押出装置７０の概要を説明する。コンフォーム押出装置７０は、ホイール７１とダイス７３とシュー７４とアバットメント７５とを備える。ホイール７１は、回転可能に支持された円盤体である。ホイール７１は、凹溝７２が設けられた周面を有する。凹溝７２はホイール７１の周方向に沿って設けられた円環状の溝である。凹溝７２はホイール７１の周面に開口する。シュー７４は、ホイール７１に向かい合って配置される。シュー７４は凹溝７２の開口部のうち一部をホイール７１の周方向に沿って覆う。シュー７４は上記開口部の残部を覆わない。アバットメント７５は凸部を備える。凸部は、凹溝７２においてシュー７４で覆われた箇所の所定の位置に挿入される。図７に示すように凸部は凹溝７２の一部を塞ぐ。材料１００は凹溝７２、シュー７４、上記凸部で囲まれる空間に導入される。ダイス７３は上記空間に溜まった材料１００を押し出す。ダイス７３はダイチャンバ７６に保持されている。
　回転するホイール７１の凹溝７２に材料１００が挿入されると、ホイール７１と材料１００との摩擦力によって、材料１００が上述の空間に順次引き込まれる。上記空間に引き込まれた材料１００は上記空間内に実質的に閉塞されることで、材料１００に押出圧力が発生する。この押出圧力によって上記空間に材料１００が順次引き込まれる。上記空間に流れ込んだ材料１００はダイス７３によって所定の形状に押し出される。その結果、押出材１０が製造される。押出材１０はコンフォーム押出装置７０における押出材の排出部、ここではシュー７４の開口部７７から排出される。なお、押出時、ホイール７１とアバットメント７５との間から屑１０１が排出される。屑１０１は図示しないスクレイバーによって切断されて除去される。
《減面率》
　コンフォーム押出の減面率は５０％以上である。上記減面率は材料１００である鋳造材の横断面積と押出材１０の横断面積との差を鋳造材の横断面積で除した割合である。コンフォーム押出時には上述の押出圧力と上述の摩擦に起因する加工熱とが材料１００である鋳造材に加えられる。上記減面率が５０％以上であれば、上記減面率が５０％未満である場合に比較して、大きな押出圧力及び大きな加工熱が鋳造材に加えられる。この加圧及び加熱によって鋳造組織が破壊される。詳しくは押出材１０を構成する結晶が鋳造材を構成する結晶よりも小さくなる。また、結晶の配列が変わる。上述のように鋳造速度が大きければ、鋳造材を構成する結晶は鋳造材の長手方向に直交するように配列し易い。一方、押出材１０を構成する結晶は押出材１０の長手方向に非直交に交差するように、つまり押出方向に対して斜めに配列し易い。更に、上述の鉄とリンとを含む化合物が比較的小さな粒子となると共に、押出材１０中に均一的に分散するように析出する。このような化合物は割れの起点になり難い。このように押出後の押出材１０の組織では、押出前の鋳造材の組織に対して結晶の大きさ及び結晶の配列が変わると共に上記化合物が小さな粒子となって分散する。このような押出材１０に、伸線方向が押出方向に平行な方向となるように伸線加工が施されれば、伸線加工時に断線が生じ難い。
　上記減面率が大きいほど、押出材１０の絞り値が大きくなり得る。即ち伸線加工時に断線し難い銅合金線１が製造される。断線の低減の観点から、上記減面率は５５％以上、６０％以上、７０％以上でもよい。
　上記減面率の上限は特に設けない。例えば上記減面率は５０％以上９９％以下、５５％以上９５％以下、６０％以上９０％以下でもよい。
《押出材の線径》
　上記減面率が５０％以上となるように、かつ押出材１０の線径が２．５ｍｍ以上９．５ｍｍ未満となるように鋳造材の横断面積・線径及びダイス７３の開口面積・開口径が調整される。ダイス７３の開口面積及び開口径はそれぞれ、押出材１０の横断面積及び線径に相当する。押出材１０が実施形態の銅合金線１である場合、押出材１０の線径は銅合金線１の線径Ｄに相当する。
《温度》
　上述のようにコンフォーム押出時に加工熱によって鋳造材は加熱される。この加熱によって、鋳造材の塑性加工性が高められる。また、この加熱によって、上述の化合物が析出する。押出材１０におけるコンフォーム押出直後の温度が３５０℃以上であれば、塑性加工性の向上効果が良好に得られたり、上記化合物が適切に析出したりし易い。上記温度は３５０℃以上５５０℃以下、３８０℃以上５００℃以下、４００℃以上５００℃以下が好ましい。上記温度が３５０℃以上となるように、銅合金の組成、減面率等に応じて押出速度が調整される。上記温度の調整には、例えば材料１００を加熱したり、ダイス７３等のコンフォーム押出装置７０の構成部材を加熱又は冷却したりしてもよい。押出材１０におけるコンフォーム押出直後の温度は押出材１０における以下の地点の表面温度である。上記地点は、コンフォーム押出装置７０における押出材１０の排出部であるシュー７４の開口部７７から押出材１０の長手方向に５０ｍｍの地点である。
〈その他の工程〉
　コンフォーム押出は鋳造材にそのまま施してもよいし、鋳造材に皮剥ぎを行って得られた皮剥ぎ材に施してもよい。コンフォーム押出によれば、材料１００の表層部分の少なくとも一部を屑１０１として除去することができる。そのため、鋳造材にコンフォーム押出を施せば、良好な表面品質を有する押出材１０が得られる。皮剥ぎ材にコンフォーム押出を施せば、上記表層部分がより確実に除去されるため、一層良好な表面品質を有する押出材１０が得られる。
（第二の製造方法）
　実施形態の銅合金線１は例えば以下の第二の製造方法によって製造することもできる。第二の製造方法はコンフォーム押出を行わない点で第一の製造方法とは異なる。コンフォーム押出の実施に代えて、鋳造速度が特定の範囲に制御される。具体的には第二の製造方法は、連続鋳造法によって銅合金からなる鋳造材を製造する工程を備え、上記鋳造材の鋳造速度が０．３ｍ／ｍｉｎ以下である。なお、銅合金、連続鋳造法、鋳造速度の詳細は上述の通りである。
　第二の製造方法は以下の知見に基づくものである。
　連続鋳造法によって上記の特定の組成を有する銅合金からなる鋳造材を製造する場合、鋳造速度（ｍ／ｍｉｎ）が小さければ、上述の化合物が比較的小さな粒子となると共に、鋳造材中に均一的に分散するように析出する。また、鋳造材を構成する結晶が鋳造方向に非直交に交差するように配列し易い。結果として、製造された鋳造材は７０％以上の絞り値を有する。この鋳造材は実施形態の銅合金線１の別例である。上記鋳造速度が小さいほど、鋳造材の絞り値が大きくなり得る。即ち伸線加工時に断線し難い銅合金線１が製造される。断線の低減の観点から、上記鋳造速度は０．３ｍ／ｍｉｎ未満、０．２ｍ／ｍｉｎ以下でもよい。鋳造材の製造性の観点から、上記鋳造速度の下限は例えば０．１ｍ／ｍｉｎである。
（第三の製造方法）
　実施形態の銅合金線１は例えば以下の第三の製造方法によって製造することもできる。第三の製造方法はコンフォーム押出を行う点で第一の製造方法に類似する。また、第三の製造方法は鋳造速度を特定の範囲とする点で第二の製造方法に類似する。ただし、コンフォーム押出の条件、鋳造速度の条件が第一の製造方法の条件、第二の製造方法の条件とは異なる。具体的には第三の製造方法は、上述の第一工程と第二工程とを備えると共に、以下の三つの条件を満たす。第一工程、第二工程の詳細は上述の通りである。
〈条件〉
《鋳造速度》上記鋳造材の鋳造速度が１．０ｍ／ｍｉｎ以下である。
《減面率》上記のコンフォーム押出の減面率が２５％以上５０％未満である。
《線径》上記の押出材の線径は２．５ｍｍ以上９．５ｍｍ未満である。
　第三の製造方法は以下の知見に基づくものである。
　上述のように鋳造速度が０．３ｍ／ｍｉｎ以下であれば、コンフォーム押出が施されていなくても、絞り値が７０％以上である銅合金線１が製造され得る。一方、鋳造速度がある程度小さい場合、特に０．３ｍ／ｍｉｎ以上１．０ｍ／ｍｉｎ以下である場合にコンフォーム押出が施された押出材はコンフォーム押出が施されてない鋳造材よりも絞り値が大きくなる。この場合の減面率は５０％以上でもよいが、５０％未満でもよい。特に上記減面率が２５％以上であれば、上述の鋳造組織の破壊が良好に行われる。結果として、絞り値がより大きな押出材からなる銅合金線１が製造される。定量的には、押出材の絞り値は例えば７５％以上、７８％以上、８０％以上である。
　以下、実施形態の銅合金線１、実施形態の銅合金線の製造方法の効果を試験例によってより具体的に説明する。
［試験例１］
　鉄、リン、錫を含む銅合金からなる銅合金線を種々の製造方法によって製造した。製造された銅合金線の特性、平均結晶粒径、結晶の配向状態を調べた。また、製造された銅合金線に伸線加工を施して、伸線加工中の断線の発生状態、伸線加工前後の特性の変化を調べた。銅合金の組成、製造条件、線径、調べた結果を表１から表５に示す。
（組成）
　各試料の銅合金線を構成する銅合金は、表１から表４に示す組成を有する。各試料の銅合金線の組成は公知の分析方法によって調べることができる。分析方法は例えば誘導結合プラズマ（ＩＣＰ：ＩｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙＣｏｕｐｌｅｄ　Ｐｌａｓｍａ）発光分光分析法、蛍光Ｘ線分析法等である。
（製造条件）
　各試料の銅合金線は、以下の工程種別ＡからＣのいずれか一つを備える製造方法によって製造された。以下の鋳造材を構成する銅合金の組成は鉄、リン、錫を含み、残部が銅及び不可避不純物からなる。具体的な組成は表１から表４に示す通りである。以下の鋳造材の線径（ｍｍ）は表１に示す通りである。工程種別Ａではコンフォーム押出を行う。工程種別Ｂ，Ｃではコンフォーム押出を行わない。
〈工程種別Ａ〉
　工程種別Ａは、以下の第一工程、第二工程を順に行う。
　第一工程は、連続鋳造法によって銅合金からなる鋳造材を製造する。
　第二工程は、上記鋳造材にコンフォーム押出を施す。
　工程種別Ａでは銅合金線として押出材が製造される。押出材の線径（ｍｍ）は銅合金線の線径（ｍｍ）である。
　第一工程における鋳造速度（ｍ／ｍｉｎ）、第二工程におけるコンフォーム押出の減面率（％）は表１に示す通りである。
　試料Ｎｏ．１－１，１－２では、コンフォーム押出直後の温度は４５０℃であった。
〈工程種別Ｂ〉
　工程種別Ｂは、以下の工程を順に行う。
　まず、連続鋳造法によって銅合金からなる鋳造材を製造する。次に、上記鋳造材に冷間圧延を施してφ９．５ｍｍの線径を有する圧延材を製造する。最後に、上記圧延材に皮剥ぎを施してφ８．０ｍｍの線径を有する線材を製造する。
　工程種別Ｂでは銅合金線として皮剥ぎされた圧延線材が製造される。皮剥ぎされた圧延線材の線径（ｍｍ）は銅合金線の線径（ｍｍ）である。
〈工程種別Ｃ〉
　工程種別Ｃは、φ８．０ｍｍの線径を有する連続鋳造圧延材を製造する工程を行う。工程種別Ｃでは銅合金線として連続鋳造圧延材が製造される。連続鋳造圧延材の線径（ｍｍ）は銅合金線の線径（ｍｍ）である。連続鋳造圧延材は公知の製造方法によって製造した。
　各試料の銅合金線は、鋳造材、押出材、皮剥ぎされた圧延線材、及び連続鋳造圧延材のいずれか一つの線材であり、伸線加工が施されていない線材である。
（線径）
　各試料の銅合金線の線径はφ８．０ｍｍ又はφ９．５ｍｍである。
（形状）
　各試料の銅合金線は、横断面形状が円形である丸線である。
（特性）
〈絞り値〉
　表１に示す各試料の銅合金線について絞り値を測定した。絞り値の測定方法は上述の通りである。
　なお、この試験では、比較試料として、無酸素銅からなる純銅線を工程種別Ｂによって製造した。無酸素銅は、酸素の含有割合が０．００１質量％以下であり、銅を９９．９５質量％以上含む純銅である。鋳造材を製造する工程では五種類の製造速度を利用した。各鋳造速度は０．３ｍ／ｍｉｎ、０．５ｍ／ｍｉｎ、１．０ｍ／ｍｉｎ、１．５ｍ／ｍｉｎ、２．０ｍ／ｍｉｎである。製造された各鋳造材の線径はφ１６．０ｍｍである。最終的に製造された各純銅線の線径はφ８．０ｍｍである。各試料の純銅線の絞り値は、８４％又は８５％であった。
〈導電性〉
　表１に示す各試料の銅合金線について導電率（％ＩＡＣＳ）、導電率の低下割合、導電率の差（％ＩＡＣＳ）を測定した。これらの測定方法は上述の通りである。
　ここでは、各試料の銅合金線の導電率Ｅ０（％ＩＡＣＳ）を測定した。また、各試料の銅合金線に２．６ｍｍの線径まで伸線加工を施すことで線径が２．６ｍｍの伸線材を製造した。製造された各試料の伸線材の導電率Ｅ１（％ＩＡＣＳ）を測定した。
　試料Ｎｏ．１－１，２－３の測定結果を抜粋して表４に示す。
〈強度〉
　表１に示す各試料の銅合金線について引張強さ（ＭＰａ）、引張強さの増加割合、引張強さの差（ＭＰａ）を測定した。これらの測定方法は上述の通りである。
　ここでは、各試料の銅合金線の引張強さＴ０（ＭＰａ）を測定した。また、各試料の銅合金線に２．６ｍｍの線径まで伸線加工を施すことで線径が２．６ｍｍの伸線材を製造した。製造された各試料の伸線材の引張強さＴ１（ＭＰａ）を測定した。
　試料Ｎｏ．１－１，２－３の測定結果を抜粋して表４に示す。
（組織）
　各試料の銅合金線について横断面をとり、横断面をＳＥＭにて観察した。各試料の銅合金線を構成する銅合金は、銅を主体とする結晶と化合物とを含む組織を有していた。化合物は主として鉄とリンとを含む化合物であった。化合物の組成は例えばエネルギー分散型Ｘ線分析（ＥＤＸ）等によって測定することができる。
〈平均結晶粒径〉
　各試料の銅合金線について、横断面における平均結晶粒径（μｍ）を測定した。平均結晶粒径の測定方法は上述の通りである。
　試料Ｎｏ．１－１，２－３の測定結果を抜粋して表２に示す。
〈配向状態〉
　各試料の銅合金線について、横断面の全域にＸ線回折を行うことで結晶の２２０面の配向割合、結晶の１１１面の配向割合、結晶の２００面の配向割合を調べた。これらの測定方法は上述の通りである。
　試料Ｎｏ．１－１，１－４，２－７の測定結果を抜粋して表３に示す。
（断線回数）
　各試料の銅合金線のうち線径が８．０ｍｍである銅合金線に２．６ｍｍの線径まで伸線加工を施すことで線径が２．６ｍｍの伸線材を製造した。いずれの試料においても伸線加工条件は同じである。所定量（ｔｏｎ）の伸線材が製造されるように、用意すべき銅合金線の量（ｔｏｎ）を調整した。伸線加工中に発生した断線回数を数えた。伸線材の質量と断線回数とを用いて断線率を求めた。断線率は伸線材１ｔｏｎ（＝１０００ｋｇ）あたりの断線回数である。断線率が小さいほど、用意した銅合金線は断線し難いと評価される。
　試料Ｎｏ．１－１，１－４，１－８，２－３の測定結果を抜粋して表５に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
　この試験から以下のことが分かる。
（１）絞り値が７０％以上である銅合金線は、絞り値が７０％未満である銅合金線に比較して伸線加工時に断線し難い（表１の絞り値、表５の断線率参照）。試料Ｎｏ．１－１，１－４，１－８の銅合金線では、断線率が３回／ｔｏｎ以下、更にはゼロである。
（２）絞り値が７０％以上である銅合金線は、絞り値が７０％未満である銅合金線に比較して平均結晶粒径が小さい（表２参照）。試料Ｎｏ．１－１の銅合金線の平均結晶粒径は２００μｍ以下、更には５０μｍ以下であり、試料Ｎｏ．２－３の銅合金線の平均結晶粒径の１／８以下である。
（３）絞り値が７０％以上である銅合金線は、２２０面の配向割合が１５％以下である（表３参照）。試料Ｎｏ．１－１，１－４の銅合金線では、２２０面の配向割合が１０％以下、更には８％以下であり、１１１面の配向割合及び２００面の配向割合の合計値が８０％以上を占める。このような銅合金線では結晶の配向状態のばらつきが小さい。
（４）絞り値が７０％以上である銅合金線は、絞り値が７０％未満である銅合金線に比較して伸線加工前後における導電率の低下割合、導電率の差が小さい（表４参照）。試料Ｎｏ．１－１の銅合金線の導電率の低下割合は０．１以下、更には０．０３以下であり、試料Ｎｏ．２－３の銅合金線の導電率の低下割合の約１／６である。試料Ｎｏ．１－１の銅合金線の導電率の差は３％ＩＡＣＳ以下であり、試料Ｎｏ．２－３の銅合金線の導電率の差の１／５である。
（５）絞り値が７０％以上である銅合金線は、絞り値が７０％未満である銅合金線に比較して伸線加工前後における引張強さの増加割合、引張強さの差が大きい（表４参照）。試料Ｎｏ．１－１の銅合金線の引張強さの増加割合は１．３以上、更には１．５以上である。試料Ｎｏ．１－１の銅合金線の引張強さの差は１５０ＭＰａ以上、更には２００ＭＰａ以上であり、試料Ｎｏ．２－３の銅合金線の引張強さの差の約１．５倍である。
（６）絞り値が７０％以上である銅合金線は、以下の第一の製造方法、第二の製造方法、又は第三の製造方法によって製造することができる。
（第一の製造方法）連続鋳造材に５０％以上の減面率のコンフォーム押出を施す（表１の試料Ｎｏ．１－１，１－２と試料Ｎｏ．２－１から２－６とを比較参照）。
（第二の製造方法）鋳造速度を０．３ｍ／ｍｉｎ以下として連続鋳造材を製造する（表１の試料Ｎｏ．１－３から１－７参照）。
（第三の製造方法）鋳造速度が１．０ｍ／ｍｉｎ以下の場合に連続鋳造材に２５％以上５０％未満の減面率のコンフォーム押出を施す（表１の試料Ｎｏ．１－８，Ｎｏ．１－９参照）。
　なお、第一の製造方法では、鋳造速度が１．０ｍ／ｍｉｎ超、更には１．４ｍ／ｍｉｎ以上である。そのため、第一の製造方法では、第二の製造方法及び第三の製造方法に比較して単位時間当たりの鋳造材の製造量が大きい。この点から、第一の製造方法は伸線加工時に断線し難い銅合金線を製造性よく製造できる。また、第三の製造方法は、絞り値がより大きな銅合金線を製造できる。
　本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味及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。
　例えば、試験例１において、銅合金の組成の変更、連続鋳造法の種類・条件の変更、コンフォーム押出の条件の変更、線径の変更等が可能である。
１　銅合金線
３　試料
６，６０　Ｘ線
１０　押出材
１１　結晶、１２　外縁、１４　結晶粒界、１５　化合物
１７　太い部分、１８　細い部分、１９　破断面
３０　横断面
５１　可動ステージ、５１ｆ　表面、５２　検出器　５３　演算装置
６５　方向
７０　コンフォーム押出装置
７１　ホイール、７２　凹溝、７３　ダイス、７４　シュー
７５　アバットメント、７６　ダイチャンバ、７７　開口部
１００　材料、１０１　屑
Ｄ　線径
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３　直線
Ｆ　面指数、α，β　視野、θ，２θ　角度

Claims (8)

  1. 　銅合金からなる線材であり、
    　線径が２．５ｍｍ以上９．５ｍｍ未満であり、
    　絞り値が７０％以上であり、
    　前記銅合金は、鉄を０．０５質量％以上１．６質量％以下、リンを０．０１質量％以上０．７質量％以下、錫を０．０５質量％以上０．７質量％以下含み、残部が銅及び不可避不純物からなる組成である、
    銅合金線。
  2. 　横断面における平均結晶粒径が２００μｍ以下である、請求項１に記載の銅合金線。
  3. 　横断面の全域にＸ線回折を行うことで求められた結晶の２２０面の配向割合が１５％以下である、請求項１または請求項２に記載の銅合金線。
  4. 　前記線径が７．５ｍｍ以上であり、
    　前記銅合金線の導電率と前記銅合金線に２．６ｍｍの線径まで伸線加工が施された伸線材の導電率との差を前記銅合金線の導電率で除すことで求められた導電率の低下割合が０．１以下である、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の銅合金線。
  5. 　前記線径が７．５ｍｍ以上であり、
    　前記銅合金線の導電率と前記銅合金線に２．６ｍｍの線径まで伸線加工が施された伸線材の導電率との差が３％ＩＡＣＳ以下である、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の銅合金線。
  6. 　前記線径が７．５ｍｍ以上であり、
    　前記銅合金線に２．６ｍｍの線径まで伸線加工が施された伸線材の引張強さを前記銅合金線の引張強さで除すことで求められた引張強さの増加割合が１．３以上である、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の銅合金線。
  7. 　前記線径が７．５ｍｍ以上であり、
    　前記銅合金線に２．６ｍｍの線径まで伸線加工が施された伸線材の引張強さと前記銅合金線の引張強さとの差が１５０ＭＰａ以上である、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の銅合金線。
  8. 　連続鋳造法によって銅合金からなる鋳造材を製造する第一工程と、
    　前記鋳造材にコンフォーム押出を施すことで線状の押出材を製造する第二工程とを備え、
    　前記銅合金は、鉄を０．０５質量％以上１．６質量％以下、リンを０．０１質量％以上０．７質量％以下、錫を０．０５質量％以上０．７質量％以下含み、残部が銅及び不可避不純物からなる組成であり、
    　前記コンフォーム押出の減面率が５０％以上であり、
    　前記押出材におけるコンフォーム押出直後の温度が３５０℃以上であり、
    　前記押出材の線径は２．５ｍｍ以上９．５ｍｍ未満である、
    銅合金線の製造方法。
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