JP2008266764A - 銅合金線材の製造方法および銅合金線材 - Google Patents
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Abstract
【課題】析出強化型銅合金線材（例えばコルソン系合金線材）の製造速度を高くし、コストが大幅に低減できる製造方法を提供する。また、合金中にＳの混入を回避して、更に製造速度の改善を図る。
【解決手段】析出強化型の銅合金の溶銅をベルト＆ホイール式若しくは双ベルト式の移動鋳型に注湯して鋳塊を得る鋳造工程と、該鋳造工程により得られた前記鋳塊を圧延する圧延工程とを連続的に行う銅合金線材の製造方法であって、前記圧延工程の中間または前記圧延工程の直後における前記銅合金線材の中間材を焼入れすることを特徴とする銅合金線材の製造方法。
【選択図】なし
【解決手段】析出強化型の銅合金の溶銅をベルト＆ホイール式若しくは双ベルト式の移動鋳型に注湯して鋳塊を得る鋳造工程と、該鋳造工程により得られた前記鋳塊を圧延する圧延工程とを連続的に行う銅合金線材の製造方法であって、前記圧延工程の中間または前記圧延工程の直後における前記銅合金線材の中間材を焼入れすることを特徴とする銅合金線材の製造方法。
【選択図】なし
Description
本発明は、自動車用ワイヤー・ハーネスやその他の信号用線として使用できる、析出強化型銅合金の線材の製造方法およびこの製造方法により製造される銅合金線材に関する。
電子機器の小型化が進む中で、銅導体には細線化が求められ、延性や加工性に優れる無酸素銅が使用されるようになってきた。そこで、無酸素銅または低酸素銅の線材を生産能力の高いベルト＆ホイール式連続鋳造圧延で製造する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
一方、析出強化型銅合金、例えばコルソン合金は、中間温度脆性が顕著な合金であることは公知であり（例えば、非特許文献１参照）、このため鋳造での割れを回避する必要があることが指摘されている（例えば、非特許文献２参照）。そしてまた、熱延する前の加熱条件にも十分な考慮が必要である（例えば、非特許文献１参照）。
一方、析出強化型銅合金、例えばコルソン合金は、中間温度脆性が顕著な合金であることは公知であり（例えば、非特許文献１参照）、このため鋳造での割れを回避する必要があることが指摘されている（例えば、非特許文献２参照）。そしてまた、熱延する前の加熱条件にも十分な考慮が必要である（例えば、非特許文献１参照）。
さらに、ＳｉやＭｇなどを微量含有する銅合金を、前記ベルト＆ホイール式連続鋳造圧延法により鋳造すると、当然のことながら、合金元素が酸化して酸化物（ノロ）が多量に発生して線材の製造が困難になる。
その為に、コルソン系合金の線材製造に当たっては、低速鋳造や極めて精密な冷却制御によって鋳塊を半連続鋳造にて製造し、その鋳塊を昇温速度などの制御を行い、熱間加工を施しているのが現状である。
また、銅合金中に不可避的に含まれる硫黄（Ｓ）は中間温度脆性を助長する為に、銅合金中にＭｇ、Ｍｎ、Ｚｎなどを微量に添加することによりＳの安定化を行い、中間温度脆性を防いでいる。
また、特許文献２には、移動鋳型を用いてコルソン系銅合金線材の製造を試みることが開示されているが、焼入れが低温化することで析出が進行し、銅合金線材での導電率が高くなっている。このことは、時効工程での強度向上に寄与する微細析出に必要なＮｉやＳｉが不足するために、本来の性能が出せないことを意味する。この現象を改善するためには、圧延後の銅合金線材について高温・長時間で溶体化処理を施すことが必要となってしまい、大幅なコスト・アップに繋がるという問題があった。
その為に、コルソン系合金の線材製造に当たっては、低速鋳造や極めて精密な冷却制御によって鋳塊を半連続鋳造にて製造し、その鋳塊を昇温速度などの制御を行い、熱間加工を施しているのが現状である。
また、銅合金中に不可避的に含まれる硫黄（Ｓ）は中間温度脆性を助長する為に、銅合金中にＭｇ、Ｍｎ、Ｚｎなどを微量に添加することによりＳの安定化を行い、中間温度脆性を防いでいる。
また、特許文献２には、移動鋳型を用いてコルソン系銅合金線材の製造を試みることが開示されているが、焼入れが低温化することで析出が進行し、銅合金線材での導電率が高くなっている。このことは、時効工程での強度向上に寄与する微細析出に必要なＮｉやＳｉが不足するために、本来の性能が出せないことを意味する。この現象を改善するためには、圧延後の銅合金線材について高温・長時間で溶体化処理を施すことが必要となってしまい、大幅なコスト・アップに繋がるという問題があった。
優れた特性をもつコルソン系合金線材の製造コストの大幅な低減を図る上で、鋳造、加熱、熱間加工工程における加工性の向上が必要である。一部では、ＭｇやＺｎ等の特殊元素を添加することで、これらの加工性の改善が試みられているようであるが、飛躍的な製造コストの低減に至っていないのが現状である。
また、コルソン系合金の他の析出強化型銅合金を用いた銅合金線材の製造方法に関しても、上記課題はほぼ同様に発生することがわかってきている。
そこで本発明は、析出強化型銅合金線材（例えばコルソン系合金線材）の製造速度を高くし、コストが大幅に低減できる製造方法を提供することを目的とする。また、合金中にＳの混入を回避して、更に製造速度の改善を図るものである。
また、コルソン系合金の他の析出強化型銅合金を用いた銅合金線材の製造方法に関しても、上記課題はほぼ同様に発生することがわかってきている。
そこで本発明は、析出強化型銅合金線材（例えばコルソン系合金線材）の製造速度を高くし、コストが大幅に低減できる製造方法を提供することを目的とする。また、合金中にＳの混入を回避して、更に製造速度の改善を図るものである。
溶湯から大断面鋳塊を製造する際には、液相から固相への相変態（凝固）することで大きな体積収縮が発生することはよく知られたことであり、その結果、凝固時に鋳塊内部に割れが発生する。割れ防止の対策として、鋳塊を小断面化することが有効であるが、しかし、小断面化を図ると生産性が大幅に低下することとなる。この生産性を向上させる方法として鋳造速度の高速化が挙げられるが、実際にはエアーギャップが発生することで１次冷却が不足する為に限界が生じる。そして、最悪の場合には、ブレーク・アウトなどの重大なトラブルが発生することがある。
そこで発明者らは、各種実験並びに凝固シミュレーションを駆使して検討した結果、エアーギャップが生成しても十分な凝固シェルを形成できる鋳型長さを確保することが必要であるとの結論を得た。しかし、この鋳型長を確保する上で一般的な縦型連続鋳造機では、鋳造機ピットを深くするか鋳造機の位置を高くするなどの制約が発生する。その為に、１次冷却長を長くしながら設備費を低減できる方法として、１次冷却長の長い移動鋳型を採用し、高速鋳造を志向する中で、鋳造工程と圧延工程とを連続して行う連続鋳造圧延工程における圧延工程として連続熱間圧延を行うことで、圧延工程終了後の銅合金線材の線径（例えばφ８ｍｍ）での温度が高温化していった。この材料（圧延工程終了後の銅合金線材）を急冷することで、溶体化処理を行った後に近い状態での銅合金線材を得ることができることがわかった。本発明はこのような知見に基づきなされるに至ったものである。 なお、本明細書において、鋳造工程後圧延工程前の銅合金材料を「鋳塊」と定義し、鋳造工程、圧延工程および焼入れが終了した銅合金材料を「銅合金線材」と定義する。また、「鋳塊」から「銅合金線材」が得られるまでの銅合金材料を、便宜上「銅合金線材の中間材」と定義する。
すなわち本発明は、
（１）析出強化型の銅合金の溶銅をベルト＆ホイール式若しくは双ベルト式の移動鋳型に注湯して鋳塊を得る鋳造工程と、該鋳造工程により得られた前記鋳塊を圧延する圧延工程とを連続的に行う連続鋳造圧延工程により銅合金線材を得る銅合金線材の製造方法であって、前記圧延工程の中間または前記圧延工程の直後における前記銅合金線材の中間材を焼入れすることを特徴とする銅合金線材の製造方法、
（２）前記銅合金が、Ｎｉを１．０〜５．０質量％、Ｓｉを０．２５〜１．５質量％含有し、残部がＣｕおよび不可避的な不純物元素から構成されることを特徴とする、（１）記載の銅合金線材の製造方法、
（３）前記銅合金が、Ｎｉを１．０〜５．０質量％、Ｓｉを０．２５〜１．５質量％含有し、Ａｇ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｐ、ＦｅおよびＣｒからなる群から選択される少なくとも１つの元素を０．１〜１．０質量％含有し、残部がＣｕおよび不可避的な不純物元素から構成されることを特徴とする、（１）記載の銅合金線材の製造方法、
（４）前記銅合金が、ＮｉとＣｏとを合計で１．０〜５．０質量％、Ｓｉを０．２５〜１．５質量％含有し、残部がＣｕおよび不可避的な不純物元素から構成されることを特徴とする、（１）記載の銅合金線材の製造方法、
（５）前記銅合金が、ＮｉとＣｏとを合計で１．０〜５．０質量％、Ｓｉを０．２５〜１．５質量％含有し、Ａｇ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｐ、ＦｅおよびＣｒからなる群から選択される少なくとも１つの元素を０．１〜１．０質量％含有し、残部がＣｕおよび不可避的な不純物元素から構成されることを特徴とする、（１）記載の銅合金線材の製造方法、
（６）前記銅合金が、Ｎｉを０．５〜１５．０質量％、Ｓｎを０．５〜４．０質量％含有し、残部がＣｕおよび不可避的な不純物元素から構成されることを特徴とする、（１）記載の銅合金線材の製造方法、
（７）前記銅合金が、Ｎｉを０．５〜１５．０質量％、Ｓｎを０．５〜４．０質量％含有し、Ａｇ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｐ、ＦｅおよびＣｒからなる群から選択される少なくとも１つの元素を０．０２〜１．０質量％含有し、残部がＣｕおよび不可避的な不純物元素から構成されることを特徴とする、（１）記載の銅合金線材の製造方法、
（８）前記銅合金が、Ｎｉを０．５〜５．０質量％、Ｔｉを０．１〜１．０質量％含有し、残部がＣｕおよび不可避的な不純物元素から構成されることを特徴とする、（１）記載の銅合金線材の製造方法、
（９）前記銅合金が、Ｎｉを０．５〜５．０質量％、Ｔｉを０．１〜１．０質量％含有し、Ａｇ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｐ、ＦｅおよびＣｒからなる群から選択される少なくとも１つの元素を０．０２〜１．０質量％含有し、残部がＣｕおよび不可避的な不純物元素から構成されることを特徴とする、（１）記載の銅合金線材の製造方法、
（１０）前記銅合金が、Ｃｒを０．５〜２．０質量％含有し、残部がＣｕおよび不可避的な不純物元素から構成されることを特徴とする、（１）記載の銅合金線材の製造方法、
（１１）前記銅合金が、Ｃｒを０．５〜２．０質量％含有し、Ａｇ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｓｎ、ＰおよびＦｅからなる群から選択される少なくとも１つの元素を０．０２〜１．０質量％含有し、残部がＣｕおよび不可避的な不純物元素から構成されることを特徴とする、（１）記載の銅合金線材の製造方法、
（１２）前記銅合金が、Ｃｒを０．５〜２．０質量％、Ｚｒを０．０１〜１．０質量％含有し、残部がＣｕおよび不可避的な不純物元素から構成されることを特徴とする、（１）記載の銅合金線材の製造方法、
（１３）前記銅合金が、Ｃｒを０．５〜２．０質量％、Ｚｒを０．０１〜１．０質量％含有し、Ａｇ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｓｎ、ＰおよびＦｅからなる群から選択される少なくとも１つの元素を０．０２〜１．０質量％含有し、残部がＣｕおよび不可避的な不純物元素から構成されることを特徴とする、（１）記載の銅合金線材の製造方法、
（１４）前記銅合金が、Ｆｅを０．５〜５．０質量％、Ｐを０．０１〜１．０質量％含有し、残部がＣｕおよび不可避的な不純物元素から構成されることを特徴とする、（１）記載の銅合金線材の製造方法、
（１５）前記銅合金が、Ｆｅを０．５〜５．０質量％、Ｐを０．０１〜１．０質量％含有し、Ａｇ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｚｎ、ＳｎおよびＣｒからなる群から選択される少なくとも１つの元素を０．０２〜１．０質量％含有し残部がＣｕおよび不可避的な不純物元素から構成されることを特徴とする、（１）記載の銅合金線材の製造方法、
（１６）前記銅合金が、Ｆｅを０．５〜５．０質量％、Ｚｎを１．０〜１０．０質量％含有し、残部がＣｕおよび不可避的な不純物元素から構成されることを特徴とする、（１）記載の銅合金線材の製造方法、
（１７）前記銅合金が、Ｆｅを０．５〜５．０質量％、Ｚｎを１．０〜１０．０質量％含有し、Ａｇ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｐ、ＳｎおよびＣｒからなる群から選択される少なくとも１つの元素を０．０２〜１．０質量％含有し残部がＣｕおよび不可避的な不純物元素から構成されることを特徴とする、（１）記載の銅合金線材の製造方法、
（１８）前記銅合金の溶銅を前記移動鋳型に注湯した後３００秒以内に前記鋳造工程および前記圧延工程を完了させ、かつ前記銅合金線材の中間材を６００℃以上の温度で焼入れすることを特徴とする（１）〜（１７）のいずれか１項に記載の銅合金線材の製造方法、
（１９）前記銅合金の原料銅をシャフト炉、反射炉若しくは誘導炉で溶解し、脱酸・脱水素処理を行い、その後合金元素成分を添加し、前記銅合金の溶銅とすることを特徴とする（１）〜（１７）のいずれか１項に記載の銅合金線材の製造方法、
（２０）前記焼入れ前の前記銅合金線材の中間材を前記圧延工程で加熱することを特徴とする（１）〜（１７）のいずれか１項に記載の銅合金線材の製造方法、および
（２１）析出強化型の銅合金が連続鋳造圧延されて製造される銅合金線材であって、（１）〜（２０）のいずれか１項に記載の方法で製造されることを特徴とする銅合金線材、
を提供するものである。
（１）析出強化型の銅合金の溶銅をベルト＆ホイール式若しくは双ベルト式の移動鋳型に注湯して鋳塊を得る鋳造工程と、該鋳造工程により得られた前記鋳塊を圧延する圧延工程とを連続的に行う連続鋳造圧延工程により銅合金線材を得る銅合金線材の製造方法であって、前記圧延工程の中間または前記圧延工程の直後における前記銅合金線材の中間材を焼入れすることを特徴とする銅合金線材の製造方法、
（２）前記銅合金が、Ｎｉを１．０〜５．０質量％、Ｓｉを０．２５〜１．５質量％含有し、残部がＣｕおよび不可避的な不純物元素から構成されることを特徴とする、（１）記載の銅合金線材の製造方法、
（３）前記銅合金が、Ｎｉを１．０〜５．０質量％、Ｓｉを０．２５〜１．５質量％含有し、Ａｇ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｐ、ＦｅおよびＣｒからなる群から選択される少なくとも１つの元素を０．１〜１．０質量％含有し、残部がＣｕおよび不可避的な不純物元素から構成されることを特徴とする、（１）記載の銅合金線材の製造方法、
（４）前記銅合金が、ＮｉとＣｏとを合計で１．０〜５．０質量％、Ｓｉを０．２５〜１．５質量％含有し、残部がＣｕおよび不可避的な不純物元素から構成されることを特徴とする、（１）記載の銅合金線材の製造方法、
（５）前記銅合金が、ＮｉとＣｏとを合計で１．０〜５．０質量％、Ｓｉを０．２５〜１．５質量％含有し、Ａｇ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｐ、ＦｅおよびＣｒからなる群から選択される少なくとも１つの元素を０．１〜１．０質量％含有し、残部がＣｕおよび不可避的な不純物元素から構成されることを特徴とする、（１）記載の銅合金線材の製造方法、
（６）前記銅合金が、Ｎｉを０．５〜１５．０質量％、Ｓｎを０．５〜４．０質量％含有し、残部がＣｕおよび不可避的な不純物元素から構成されることを特徴とする、（１）記載の銅合金線材の製造方法、
（７）前記銅合金が、Ｎｉを０．５〜１５．０質量％、Ｓｎを０．５〜４．０質量％含有し、Ａｇ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｐ、ＦｅおよびＣｒからなる群から選択される少なくとも１つの元素を０．０２〜１．０質量％含有し、残部がＣｕおよび不可避的な不純物元素から構成されることを特徴とする、（１）記載の銅合金線材の製造方法、
（８）前記銅合金が、Ｎｉを０．５〜５．０質量％、Ｔｉを０．１〜１．０質量％含有し、残部がＣｕおよび不可避的な不純物元素から構成されることを特徴とする、（１）記載の銅合金線材の製造方法、
（９）前記銅合金が、Ｎｉを０．５〜５．０質量％、Ｔｉを０．１〜１．０質量％含有し、Ａｇ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｐ、ＦｅおよびＣｒからなる群から選択される少なくとも１つの元素を０．０２〜１．０質量％含有し、残部がＣｕおよび不可避的な不純物元素から構成されることを特徴とする、（１）記載の銅合金線材の製造方法、
（１０）前記銅合金が、Ｃｒを０．５〜２．０質量％含有し、残部がＣｕおよび不可避的な不純物元素から構成されることを特徴とする、（１）記載の銅合金線材の製造方法、
（１１）前記銅合金が、Ｃｒを０．５〜２．０質量％含有し、Ａｇ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｓｎ、ＰおよびＦｅからなる群から選択される少なくとも１つの元素を０．０２〜１．０質量％含有し、残部がＣｕおよび不可避的な不純物元素から構成されることを特徴とする、（１）記載の銅合金線材の製造方法、
（１２）前記銅合金が、Ｃｒを０．５〜２．０質量％、Ｚｒを０．０１〜１．０質量％含有し、残部がＣｕおよび不可避的な不純物元素から構成されることを特徴とする、（１）記載の銅合金線材の製造方法、
（１３）前記銅合金が、Ｃｒを０．５〜２．０質量％、Ｚｒを０．０１〜１．０質量％含有し、Ａｇ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｓｎ、ＰおよびＦｅからなる群から選択される少なくとも１つの元素を０．０２〜１．０質量％含有し、残部がＣｕおよび不可避的な不純物元素から構成されることを特徴とする、（１）記載の銅合金線材の製造方法、
（１４）前記銅合金が、Ｆｅを０．５〜５．０質量％、Ｐを０．０１〜１．０質量％含有し、残部がＣｕおよび不可避的な不純物元素から構成されることを特徴とする、（１）記載の銅合金線材の製造方法、
（１５）前記銅合金が、Ｆｅを０．５〜５．０質量％、Ｐを０．０１〜１．０質量％含有し、Ａｇ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｚｎ、ＳｎおよびＣｒからなる群から選択される少なくとも１つの元素を０．０２〜１．０質量％含有し残部がＣｕおよび不可避的な不純物元素から構成されることを特徴とする、（１）記載の銅合金線材の製造方法、
（１６）前記銅合金が、Ｆｅを０．５〜５．０質量％、Ｚｎを１．０〜１０．０質量％含有し、残部がＣｕおよび不可避的な不純物元素から構成されることを特徴とする、（１）記載の銅合金線材の製造方法、
（１７）前記銅合金が、Ｆｅを０．５〜５．０質量％、Ｚｎを１．０〜１０．０質量％含有し、Ａｇ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｐ、ＳｎおよびＣｒからなる群から選択される少なくとも１つの元素を０．０２〜１．０質量％含有し残部がＣｕおよび不可避的な不純物元素から構成されることを特徴とする、（１）記載の銅合金線材の製造方法、
（１８）前記銅合金の溶銅を前記移動鋳型に注湯した後３００秒以内に前記鋳造工程および前記圧延工程を完了させ、かつ前記銅合金線材の中間材を６００℃以上の温度で焼入れすることを特徴とする（１）〜（１７）のいずれか１項に記載の銅合金線材の製造方法、
（１９）前記銅合金の原料銅をシャフト炉、反射炉若しくは誘導炉で溶解し、脱酸・脱水素処理を行い、その後合金元素成分を添加し、前記銅合金の溶銅とすることを特徴とする（１）〜（１７）のいずれか１項に記載の銅合金線材の製造方法、
（２０）前記焼入れ前の前記銅合金線材の中間材を前記圧延工程で加熱することを特徴とする（１）〜（１７）のいずれか１項に記載の銅合金線材の製造方法、および
（２１）析出強化型の銅合金が連続鋳造圧延されて製造される銅合金線材であって、（１）〜（２０）のいずれか１項に記載の方法で製造されることを特徴とする銅合金線材、
を提供するものである。
本発明によれば、コルソン合金等の析出強化型合金で形成された線材に対して、溶体化のための熱処理を施すことなく、鋳造工程と圧延工程とを連続的に行う連続鋳造圧延機を用いて溶体化状態の銅合金線材を製造でき、その後の一般的な伸線・時効処理を経て、析出硬化したコルソン合金等の析出強化型合金線材を短時間に大量かつ低コストで製造できる。その結果の一例として、従来に比べ安価なワイヤー・ハーネスを大量に供給することができる。
また、本発明によれば、鋳塊の小断面化が図れ、圧延機の小型化が達成できる。
また、本発明によれば、鋳塊の小断面化が図れ、圧延機の小型化が達成できる。
本発明の、コルソン系合金等の析出強化型銅合金を連続鋳造圧延する銅合金線材の製造方法を詳細に説明する。ここで、本発明の代表例として以下にコルソン合金（Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｉ系銅合金）の製造方法について示すが、析出強化型銅合金であれば他の合金系についても同様な方法で製造することができる。
本発明の製造方法により得られる線材はコルソン系銅合金等の析出強化型合金からなる。例えば、コルソン系銅合金は、Ｎｉを１．０〜５．０質量％、Ｓｉを０．２５〜１．５質量％含有し、残部がＣｕおよび不可避的な不純物元素を含有するものが一般的である。
Ｎｉの含有量を１．０〜５．０質量％に規定する理由は、強度を向上させるため、及び後述するように、連続鋳造圧延工程のうち圧延工程の中間または圧延工程の直後の銅合金線材の中間材について焼入れを行った場合に溶体化処理後の状態（溶体化状態）若しくはそれに近い状態の銅合金線材を得られるようにするためである。１．０質量％未満では十分な強度が得られず、５．０質量％を超えると、圧延工程の中間または圧延工程の直後に焼入れを行っても溶体化状態若しくはそれに近い状態にすることが困難となる。Ｎｉの含有量は、好ましくは１．５〜４．５質量％、より好ましくは１．８〜４．２質量％である。
また、Ｓｉを０．２５〜１．５質量％に規定する理由は、Ｎｉと化合物を形成して強度を向上させること、及び上記Ｎｉと同様に、圧延工程の中間または圧延工程の直後の銅合金線材の中間材について焼入れを行った場合に溶体化状態若しくはそれに近い状態の銅合金線材を得られるようにするためである。０．２５質量％未満では十分な強度が得られず、１．５質量％を超えると、圧延工程の中間または圧延工程の直後に焼入れを行っても溶体化状態若しくはそれに近い状態にすることが困難となる。Ｓｉの含有量は、好ましくは０．３５〜１．２５質量％、より好ましくは０．５〜１．０質量％である。
本発明の製造方法により得られる線材はコルソン系銅合金等の析出強化型合金からなる。例えば、コルソン系銅合金は、Ｎｉを１．０〜５．０質量％、Ｓｉを０．２５〜１．５質量％含有し、残部がＣｕおよび不可避的な不純物元素を含有するものが一般的である。
Ｎｉの含有量を１．０〜５．０質量％に規定する理由は、強度を向上させるため、及び後述するように、連続鋳造圧延工程のうち圧延工程の中間または圧延工程の直後の銅合金線材の中間材について焼入れを行った場合に溶体化処理後の状態（溶体化状態）若しくはそれに近い状態の銅合金線材を得られるようにするためである。１．０質量％未満では十分な強度が得られず、５．０質量％を超えると、圧延工程の中間または圧延工程の直後に焼入れを行っても溶体化状態若しくはそれに近い状態にすることが困難となる。Ｎｉの含有量は、好ましくは１．５〜４．５質量％、より好ましくは１．８〜４．２質量％である。
また、Ｓｉを０．２５〜１．５質量％に規定する理由は、Ｎｉと化合物を形成して強度を向上させること、及び上記Ｎｉと同様に、圧延工程の中間または圧延工程の直後の銅合金線材の中間材について焼入れを行った場合に溶体化状態若しくはそれに近い状態の銅合金線材を得られるようにするためである。０．２５質量％未満では十分な強度が得られず、１．５質量％を超えると、圧延工程の中間または圧延工程の直後に焼入れを行っても溶体化状態若しくはそれに近い状態にすることが困難となる。Ｓｉの含有量は、好ましくは０．３５〜１．２５質量％、より好ましくは０．５〜１．０質量％である。
さらに、前記の銅合金は、Ａｇ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｐ、ＦｅおよびＣｒからなる群から選択される少なくとも１つの元素を０．１〜１．０質量％含有していても良い。これらの金属元素が０．１〜１．０質量％含有されていると、強度が優れるためである。０．１質量％未満ではその効果が十分現れず、１．０質量％を超えると、圧延工程の中間または圧延工程の直後の銅合金線材の中間材について焼入れを行った場合に溶体化状態若しくはそれに近い状態にすることが困難となる。これらの元素の含有量は、好ましくは０．１１〜０．８質量％、より好ましくは０．１２〜０．６質量％である。
さらにまた、前記の銅合金は、上記Ｎｉの含有量の一部あるいは場合によっては全部をＣｏに代えてもよい。この場合、ＮｉとＣｏは合計で１．０〜５．０質量％（好ましくは１．５〜４．５質量％、より好ましくは１．８〜４．２質量％）含有される。Ｃｏは、Ｓｉとの化合物形成の点でＮｉと同様の作用効果を示し、強度向上に寄与するものである。これらの元素を添加することで時効処理後の線材の特性改善が図れるが、基本的には圧延工程の中間または圧延工程の直後の焼入れ温度に着目することで、例えば、時効処理後の機械的特性（強度）等の性能を制御できることが判明した。
さらにまた、前記の銅合金は、上記Ｎｉの含有量の一部あるいは場合によっては全部をＣｏに代えてもよい。この場合、ＮｉとＣｏは合計で１．０〜５．０質量％（好ましくは１．５〜４．５質量％、より好ましくは１．８〜４．２質量％）含有される。Ｃｏは、Ｓｉとの化合物形成の点でＮｉと同様の作用効果を示し、強度向上に寄与するものである。これらの元素を添加することで時効処理後の線材の特性改善が図れるが、基本的には圧延工程の中間または圧延工程の直後の焼入れ温度に着目することで、例えば、時効処理後の機械的特性（強度）等の性能を制御できることが判明した。
また、本発明の銅合金線材の製造方法が適用される銅合金の例として、上述したコルソン合金の他に、（１）Ｎｉを０．５〜１５．０質量％（好ましくは１．０〜１３．０質量％、より好ましくは４．０〜１０．０質量％）、Ｓｎを０．５〜４．０質量％（好ましくは０．７〜４．０質量％、より好ましくは２．０〜４．０質量％）含有し、残部がＣｕおよび不可避的な不純物元素から構成される銅合金、（２）Ｎｉを０．５〜１５．０質量％（好ましくは１．０〜１３．０質量％、より好ましくは４．０〜１０．０質量％）、Ｓｎを０．５〜４．０質量％（好ましくは０．７〜４．０質量％、より好ましくは２．０〜４．０質量％）含有し、さらにＡｇ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｐ、ＦｅおよびＣｒからなる群から選択される少なくとも１つの元素を０．０２〜１．０質量％（好ましくは０．０５〜０．８質量％、より好ましくは０．１〜０．８質量％）含有し、残部がＣｕおよび不可避的な不純物元素から構成される銅合金、（３）Ｎｉを０．５〜５．０質量％（好ましくは１．０〜５．０質量％、より好ましくは２．０〜４．５質量％）、Ｔｉを０．１〜１．０質量％（好ましくは０．２〜０．８質量％、より好ましくは０．５〜０．８質量％）含有し、残部がＣｕおよび不可避的な不純物元素から構成される銅合金、（４）Ｎｉを０．５〜５．０質量％（好ましくは１．０〜５．０質量％、より好ましくは２．０〜４．５質量％）、Ｔｉを０．１〜１．０質量％（好ましくは０．２〜０．８質量％、より好ましくは０．５〜０．８質量％）、さらにＡｇ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｐ、ＦｅおよびＣｒからなる群から選択される少なくとも１つの元素を０．０２〜１．０質量％（好ましくは０．０５〜０．８質量％、より好ましくは０．１〜０．８質量％）含有し、残部がＣｕおよび不可避的な不純物元素から構成される銅合金、（５）Ｃｒを０．５〜２．０質量％（好ましくは０．５〜１．５質量％、より好ましくは０．５〜１．２質量％）含有し、残部がＣｕおよび不可避的な不純物元素から構成される銅合金、（６）Ｃｒを０．５〜２．０質量％（好ましくは０．５〜１．５質量％、より好ましくは０．５〜１．２質量％）、さらにＡｇ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｓｎ、ＰおよびＦｅからなる群から選択される少なくとも１つの元素を０．０２〜１．０質量％（好ましくは０．０５〜０．８質量％、より好ましくは０．１〜０．８質量％）含有し、残部がＣｕおよび不可避的な不純物元素から構成される銅合金、（７）Ｃｒを０．５〜２．０質量％（好ましくは０．５〜１．５質量％、より好ましくは０．５〜１．２質量％）、Ｚｒを０．０１〜１．０質量％（好ましくは０．１〜１．０質量％、より好ましくは０．２〜０．８質量％）含有し、残部がＣｕおよび不可避的な不純物元素から構成される銅合金、（８）Ｃｒを０．５〜２．０質量％（好ましくは０．５〜１．５質量％、より好ましくは０．５〜１．２質量％）、Ｚｒを０．０１〜１．０質量％（好ましくは０．１〜１．０質量％、より好ましくは０．２〜０．８質量％）含有し、Ａｇ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｓｎ、ＰおよびＦｅからなる群から選択される少なくとも１つの元素を０．０２〜１．０質量％（好ましくは０．０５〜０．８質量％、より好ましくは０．１〜０．８質量％）含有し、残部がＣｕおよび不可避的な不純物元素から構成される銅合金、（９）Ｆｅを０．５〜５．０質量％（好ましくは１．０〜４．５質量％、より好ましくは２．０〜４．０質量％）、Ｐを０．０１〜１．０質量％（好ましくは０．１〜０．５質量％、より好ましくは０．２〜０．５質量％）含有し、残部がＣｕおよび不可避的な不純物元素から構成される銅合金、（１０）Ｆｅを０．５〜５．０質量％（好ましくは１．０〜４．５質量％、より好ましくは２．０〜４．０質量％）、Ｐを０．０１〜１．０質量％（好ましくは０．１〜０．５質量％、より好ましくは０．２〜０．５質量％）含有し、Ａｇ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｚｎ、ＳｎおよびＣｒからなる群から選択される少なくとも１つの元素を０．０２〜１．０質量％（好ましくは０．０５〜０．８質量％、より好ましくは０．１〜０．８質量％）含有し、残部がＣｕおよび不可避的な不純物元素から構成される銅合金、（１１）Ｆｅを０．５〜５．０質量％（好ましくは１．０〜４．５質量％、より好ましくは２．０〜４．０質量％）、Ｚｎを１．０〜１０．０質量％（好ましくは２．０〜１０．０質量％、より好ましくは２．０〜８．０質量％）を含有し残部がＣｕおよび不可避的な不純物元素から構成される銅合金、（１２）Ｆｅを０．５〜５．０質量％（好ましくは１．０〜４．５質量％、より好ましくは２．０〜４．０質量％）、Ｚｎを１．０〜１０．０質量％（好ましくは２．０〜１０．０質量％、より好ましくは２．０〜８．０質量％）を含有し、さらにＡｇ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｐ、ＳｎおよびＣｒからなる群から選択される少なくとも１つの元素を０．０２〜１．０質量％（好ましくは０．０５〜０．８質量％、より好ましくは０．１〜０．８質量％）を含有し残部がＣｕおよび不可避的な不純物元素から構成される銅合金、などが挙げられる。
次に、本発明の銅合金線材の製造方法について説明する。本発明の製造方法ではベルト＆ホイール式若しくは双ベルト式の移動鋳型が好適に用いられる。
本発明の銅合金線材の製造方法について、図面を参照して、本発明に係る実施形態の種々の例について説明する。なお、各図において同一要素には同一符号を付して重複する説明を省略する。
図１は本発明で採用するベルト＆ホイール式移動鋳型を用いた連続鋳造圧延装置の一例の概略図である（ここでは連続鋳造装置の部分のみを示し、熱間圧延機、焼入れ装置は図示せず）。
図１に示すように、シャフト炉１において原料銅を１０９０〜１１５０℃で溶解させ、溶銅をシャフト炉１から樋１４ａを通して保持炉２へ出湯させた後、保持炉２内において１１００〜１２００℃で滞留させながら、保持炉２内の溶銅を、樋１４ｂを通して誘導加熱炉３へ出湯させる。その後、誘導加熱炉３にて、添加装置４から合金元素成分を添加して、所定の合金組成となるように調整し、溶融させる。
本発明の銅合金線材の製造方法について、図面を参照して、本発明に係る実施形態の種々の例について説明する。なお、各図において同一要素には同一符号を付して重複する説明を省略する。
図１は本発明で採用するベルト＆ホイール式移動鋳型を用いた連続鋳造圧延装置の一例の概略図である（ここでは連続鋳造装置の部分のみを示し、熱間圧延機、焼入れ装置は図示せず）。
図１に示すように、シャフト炉１において原料銅を１０９０〜１１５０℃で溶解させ、溶銅をシャフト炉１から樋１４ａを通して保持炉２へ出湯させた後、保持炉２内において１１００〜１２００℃で滞留させながら、保持炉２内の溶銅を、樋１４ｂを通して誘導加熱炉３へ出湯させる。その後、誘導加熱炉３にて、添加装置４から合金元素成分を添加して、所定の合金組成となるように調整し、溶融させる。
前記の銅合金のうちで溶湯としたとき、例えばコルソン合金溶湯は、酸素との親和力が高いＳｉ等を含有する為に、溶銅中の酸素ポテンシャルは大変低い状態となっており、それ故に溶銅中の水素ポテンシャルは逆に高い状態となっている。したがって、このような銅合金の場合には予めこの誘導加熱炉中の溶銅の脱水素処理を施すのが好ましい（後述の図２〜図６中の脱酸・脱水素ユニット１３を参照）。また、ポーラス・プラグ１５からバブリングされる気泡による合金溶湯との濡れ性が悪い酸化物が吸着されて除去される。この溶銅中のＳｉ等の酸素との親和力が高い元素の酸化を防止する為に、樋１４の上部空間は不活性ガス若しくは還元性ガスで覆っておくのがよい。しかし、僅かな酸化物でも鋳塊に巻き込まれると得られる線材製品の断線等の不具合を生じる恐れがあるから、好ましくは樋１４ｃ、１４ｄにセラミックス・フィルター５を設置する。なお、このフィルター５直前での樋１４ｃ中の溶銅の流れはレイノルズ数で１００００以下であることが好ましく、３０００以下であることがより好ましい。
誘導加熱炉３からの溶銅は、樋１４ｃ、１４ｄを通って鋳造ポット６内に連続的に移送され、そのポットの溶湯を不活性ガス若しくは還元性ガスでシールされた状態で回転移動鋳型であるベルト＆ホイール鋳造機８へ出湯ノズル７から注湯し、凝固させる。
この凝固した鋳塊の温度をできるだけ低下させない状態（好ましくは９００℃以上）で、連続熱間圧延機（２方ロール方式、好ましくは３方ロール方式）で所定の線径まで圧延を行い銅合金線材の中間材が得られる。連続熱間圧延機は、図６、図７に概略的に示される。図６において鋳塊９は二方ロールの圧延機１１により、図７においては三方ロールの圧延機１１により圧延される。連続鋳造圧延工程については、鋳型に注湯した後３００秒以内に鋳造工程および圧延工程を完了させるのが好ましく、鋳造から圧延、そして連続鋳造圧延工程の最終製品である銅合金線材のコイルができるまでの一連の処理時間を３００秒以内とするのがより好ましい。
このようにして得られた銅合金線材の中間材を、６００℃以上、好ましくは７００℃以上、更に好ましくは８００℃以上で焼入れを施す。焼入れは、連続圧延機の後方に位置する冷却装置で、金属間化合物が析出しない冷却速度で急冷することにより行う。なお、冷却装置は連続圧延機の中間に設置されていてもよい。本発明の製造方法によれば、ほぼ溶体化状態の銅合金線材を製造することができ、従来の製造方法で必須であった溶体化処理（例えば、９００℃で３０分保持などの熱処理工程）を省くことができ、かつ、時効工程で十分な金属間化合物の析出が可能となる。
この凝固した鋳塊の温度をできるだけ低下させない状態（好ましくは９００℃以上）で、連続熱間圧延機（２方ロール方式、好ましくは３方ロール方式）で所定の線径まで圧延を行い銅合金線材の中間材が得られる。連続熱間圧延機は、図６、図７に概略的に示される。図６において鋳塊９は二方ロールの圧延機１１により、図７においては三方ロールの圧延機１１により圧延される。連続鋳造圧延工程については、鋳型に注湯した後３００秒以内に鋳造工程および圧延工程を完了させるのが好ましく、鋳造から圧延、そして連続鋳造圧延工程の最終製品である銅合金線材のコイルができるまでの一連の処理時間を３００秒以内とするのがより好ましい。
このようにして得られた銅合金線材の中間材を、６００℃以上、好ましくは７００℃以上、更に好ましくは８００℃以上で焼入れを施す。焼入れは、連続圧延機の後方に位置する冷却装置で、金属間化合物が析出しない冷却速度で急冷することにより行う。なお、冷却装置は連続圧延機の中間に設置されていてもよい。本発明の製造方法によれば、ほぼ溶体化状態の銅合金線材を製造することができ、従来の製造方法で必須であった溶体化処理（例えば、９００℃で３０分保持などの熱処理工程）を省くことができ、かつ、時効工程で十分な金属間化合物の析出が可能となる。
本発明の方法における連続鋳造圧延を行う設備構成の別の例の概略をさらに図面を参照して説明する。
図２に示す装置は、図１の装置にさらに脱酸・脱水素ユニット１３を設けたものである。脱酸・脱水素ユニット１３を設けたこと以外は図１記載の装置と同様である。
脱酸処理は、次のようにして行うことができる。脱酸処理部１３内に粒状木炭を配置し、内蓋を被せ、ガスバーナーで加熱し、脱酸・脱水素処理槽１３内及び木炭が赤熱化したところで保持炉２から溶銅を出湯する。溶銅は脱酸処理部１３内を迂回しながら通り抜ける間に、溶銅中の酸素は粒状木炭と反応して、炭酸ガスとなり、溶銅中を浮上し、放出される。
脱水素処理は、溶銅を、非酸化ガス雰囲気に保持された樋中を上下あるいは左右に迂回させながら通すことで非酸化ガスと接触させる、脱ガス手段によって行うことができる。あるいは、溶銅にポーラス・プラグを用いて不活性ガス若しくは水素濃度０．４％以下の還元ガスを吹き込む方法、回転子を用いて同ガスを吹き込む方法（図９の符号２０）、溶銅を真空中で還流させる方法などによって脱水素処理を行ってもよい。脱水素は、脱酸処理後に行っても、脱酸処理と同時に行ってもよい。
図２に示す装置は、図１の装置にさらに脱酸・脱水素ユニット１３を設けたものである。脱酸・脱水素ユニット１３を設けたこと以外は図１記載の装置と同様である。
脱酸処理は、次のようにして行うことができる。脱酸処理部１３内に粒状木炭を配置し、内蓋を被せ、ガスバーナーで加熱し、脱酸・脱水素処理槽１３内及び木炭が赤熱化したところで保持炉２から溶銅を出湯する。溶銅は脱酸処理部１３内を迂回しながら通り抜ける間に、溶銅中の酸素は粒状木炭と反応して、炭酸ガスとなり、溶銅中を浮上し、放出される。
脱水素処理は、溶銅を、非酸化ガス雰囲気に保持された樋中を上下あるいは左右に迂回させながら通すことで非酸化ガスと接触させる、脱ガス手段によって行うことができる。あるいは、溶銅にポーラス・プラグを用いて不活性ガス若しくは水素濃度０．４％以下の還元ガスを吹き込む方法、回転子を用いて同ガスを吹き込む方法（図９の符号２０）、溶銅を真空中で還流させる方法などによって脱水素処理を行ってもよい。脱水素は、脱酸処理後に行っても、脱酸処理と同時に行ってもよい。
図１、２に示す装置では、添加装置４から合金元素を誘導加熱炉３へ添加し、所定の合金組成となるように調整し、銅合金の溶銅を得ているが、銅合金組成中、Ｎｉは原料銅の溶銅比重と比較して大きく、Ｓｉは原料銅の溶銅比重と比較して小さい為に、静置若しくは層流状態の溶銅流れにＮｉを投入すると底部に沈殿するし、Ｓｉは溶銅表面近傍に高濃度領域を形成するので、沈降するまでに溶解できる細かいＮｉを添加するか、更に好ましくは機械、ガス、電磁誘導等により攪拌した状態で粗大なＮｉやＳｉを投入するのが好ましい。
また、酸素との親和力のたいへん大きいＳｉを添加する際に予め溶銅中の酸素濃度を１００ｐｐｍ以下、好ましくは１０ｐｐｍ以下までに低減させることが必要である。何故なら、溶銅中の酸素とＳｉが反応し、添加材表面にＳｉＯ2を形成し連続溶解が阻害されることを回避する為である。
また、酸素との親和力のたいへん大きいＳｉを添加する際に予め溶銅中の酸素濃度を１００ｐｐｍ以下、好ましくは１０ｐｐｍ以下までに低減させることが必要である。何故なら、溶銅中の酸素とＳｉが反応し、添加材表面にＳｉＯ2を形成し連続溶解が阻害されることを回避する為である。
更に、図３、図４に示すように、専用の高濃度溶銅製造炉１６で高濃度の合金成分を含有する銅合金溶銅を別ラインで製造し、連続的に原料銅の溶銅へブレンドすることが望ましい。これは、溶銅中に微量な酸素が残存する状態で純Ｓｉ若しくはＳｉ−Ｃｕ母合金・Ｓｉ−Ｎｉ−Ｃｕ母合金若しくはＳｉ−Ｎｉ−Ｃｏ−Ｃｕ母合金を添加する場合に、これらの添加物の表面にＳｉ酸化物が形成されて連続溶解が阻害されるためである。高濃度の銅合金溶銅を原料銅の溶銅へ連続的に添加する方法としては、図３に示すような高濃度溶銅製造炉の傾動制御にて実施できるが、酸化防止並びに溶銅の流量制御の精度が高いことから図４のような加圧による圧力出湯制御が好ましい。
先に記載したように、鋳造ポットの溶湯を不活性ガス若しくは還元性ガスでシールされた状態で回転移動鋳型へ出湯ノズルから注湯し、凝固させるが、この際にシールする雰囲気ガスが鋳型内の溶銅中に巻き込まれる。この雰囲気ガスの巻込み防止として出湯ノズルの先端を溶銅内に浸漬させる。しかし、この方法では出湯ノズル先端周辺に溶融金属が付着・成長していき、長時間の安定鋳造が出来ない。その為に、この出湯ノズルの外側に誘導コイルを配置し、導電性を有する出湯ノズルを誘導加熱することで金属の付着・成長を防止出来る。
好ましくは還元性ガスとして水素を利用することも有効である。これは、鋳型内の溶銅温度が液相線温度とほぼ同じであることから水素の吸収はあまり進まず、溶銅中の巻き込まれた水素ガスが凝固シェルに捕捉され粗大なボイドを有する鋳塊となっても、その後の熱間圧延時に水素が固体内へ拡散することで無害化することができる。
好ましくは還元性ガスとして水素を利用することも有効である。これは、鋳型内の溶銅温度が液相線温度とほぼ同じであることから水素の吸収はあまり進まず、溶銅中の巻き込まれた水素ガスが凝固シェルに捕捉され粗大なボイドを有する鋳塊となっても、その後の熱間圧延時に水素が固体内へ拡散することで無害化することができる。
更に好ましくは、酸素との親和力の大きいＳｉを含有する溶銅をベルト＆ホイール鋳造機に注湯する際には、図５に示すように出湯ノズル７は水平注湯方式の採用により大気との接触を避けることで酸化物の生成を防止でき、その結果鋳塊への酸化物の巻込みを防止することができる。
図６に示す装置は、保持炉２を有しないこと以外は図２と同様であり、鋳塊９が圧延機１１により圧延されるものである。圧延機１１は、ロール１１ａが複数直列に配置されたものである。図６において、ロール１１ａは二方ロールを示すが、三方ロールなどであっても差し支えない。本発明においては、誘導加熱炉３の容量が大きい場合には必ずしも保持炉を必要としない。シャフト炉１からの溶銅製出の変動を十分に吸収できるためであり、これにより工程が簡略でき製造コストをさらに低減することができる。
図７は、本発明で用いられる移動鋳型として双ベルト式移動鋳型１０を使用するものの例示である。溶解炉として溝型誘導炉１７や図９に示すような反射炉１９、図示しない坩堝型誘導炉を使用することは、双ベルト式鋳造機１０の場合だけでなく、ベルト＆ホイール式８の場合でも使用可能である。図１等に開示するシャフト炉１、保持炉２および誘導加熱炉３をもつ溶融炉に続いて、双ベルト式移動鋳型１０を使用してもよい。図７中、１１はロール１１ａが複数直列に配置された圧延機、１２は焼入れ装置を示す。
図７は、本発明で用いられる移動鋳型として双ベルト式移動鋳型１０を使用するものの例示である。溶解炉として溝型誘導炉１７や図９に示すような反射炉１９、図示しない坩堝型誘導炉を使用することは、双ベルト式鋳造機１０の場合だけでなく、ベルト＆ホイール式８の場合でも使用可能である。図１等に開示するシャフト炉１、保持炉２および誘導加熱炉３をもつ溶融炉に続いて、双ベルト式移動鋳型１０を使用してもよい。図７中、１１はロール１１ａが複数直列に配置された圧延機、１２は焼入れ装置を示す。
図１０は、本発明の銅合金線材の製造方法に用いられるベルト＆ホイール式連続鋳造圧延装置を使った全体概略図である。回転移動鋳型１０３は、ガイドロール１２１で案内されるベルト１０１とホイール１０２により構成されている。
シャフト炉１０７で溶解された溶銅は、樋ａ１０８を経て添加装置（図示せず）から加えられる合金元素成分と混合され、誘導加熱炉１０９にて所定の合金組成の溶銅合金となる。樋ｂ１１０を経て、鋳造ポット１１１に移送され、出湯ノズル１１２から溶銅合金１１３は回転移動鋳型１０３へ注湯され凝固して鋳塊１１４となる。鋳塊１１４は、連続圧延機１１５で圧延され、銅合金線材の中間材１１６が得られ、この銅合金線材の中間材１１６は焼入れ装置１１８で焼入れ処理を施され、銅合金線材１１７が得られる。１１９は銅合金線材１１７を収容するパレットである。
なお、鋳塊１１４の温度が低下する場合があるので、連続圧延機１１５の前および連続圧延機１１５の途中に高周波誘導加熱装置１２０を設置しておくのも好ましい。連続圧延機１１５は、図６〜図７に示されるような、ロールが複数直列に配置された圧延機とすると、連続圧延機１１５の前および連続圧延機１１５の途中に高周波誘導加熱装置１２０を設置しやすいため好ましい。
シャフト炉１０７で溶解された溶銅は、樋ａ１０８を経て添加装置（図示せず）から加えられる合金元素成分と混合され、誘導加熱炉１０９にて所定の合金組成の溶銅合金となる。樋ｂ１１０を経て、鋳造ポット１１１に移送され、出湯ノズル１１２から溶銅合金１１３は回転移動鋳型１０３へ注湯され凝固して鋳塊１１４となる。鋳塊１１４は、連続圧延機１１５で圧延され、銅合金線材の中間材１１６が得られ、この銅合金線材の中間材１１６は焼入れ装置１１８で焼入れ処理を施され、銅合金線材１１７が得られる。１１９は銅合金線材１１７を収容するパレットである。
なお、鋳塊１１４の温度が低下する場合があるので、連続圧延機１１５の前および連続圧延機１１５の途中に高周波誘導加熱装置１２０を設置しておくのも好ましい。連続圧延機１１５は、図６〜図７に示されるような、ロールが複数直列に配置された圧延機とすると、連続圧延機１１５の前および連続圧延機１１５の途中に高周波誘導加熱装置１２０を設置しやすいため好ましい。
なお、線材の凝固時の合金中のミクロな晶出物サイズを細かくすることは線材の特性改善を図る上でも重要である為、鋳塊の冷却速度を１℃／秒（好ましくは、３℃／秒）以上の冷却速度で凝固を行う。従来のタフピッチ銅などでは更に高速な凝固が成されているが、本発明が対象とする合金は熱伝導率が低いために、最適冷却速度は上記の値となる。また、鋳塊を熱間圧延機へ供給する際に、鋳塊の湾曲に伴い鋳塊表面に軽微な割れが発生する場合があるが、このような材料の表面割れを皆無にするには、鋳塊を異周速圧延ロールに通すことで鋳塊の進行方向を変化させて熱間圧延機へ供給するのが好ましい。
更に図７に示すような、双ベルト式鋳型の使用においては、傾斜した鋳造機と同じ傾斜角となるように熱間圧延機を設置するのが好ましい。
更に図７に示すような、双ベルト式鋳型の使用においては、傾斜した鋳造機と同じ傾斜角となるように熱間圧延機を設置するのが好ましい。
またさらに、製造速度、製造能力および製造コストの改善を図る上で、電気銅を原料として溶解する際に電気銅からの硫黄（Ｓ）の持ち込みを回避でき（弱酸化溶解によりＳを除去する）、また、生産性を向上する上で、前記したようにシャフト炉を用いた連続溶解方式を採用するのが好ましい。酸素との親和力の小さい元素（Ｃｕ、Ｎｉなど）を原料として溶解するが、その際にできるだけ均一になるように装入順序に注意を要する。但し、シャフト炉での汚染が無視できないことから、電気銅並びにそれに準じる銅スクラップのみの溶解が好ましい。このシャフト炉から製出される溶銅中には３０〜３００ｐｐｍ程度の酸素が含有されており、一般的には１００ｐｐｍ程度に管理されている（伸銅技術研究会誌４０巻（２００１）１５３頁参照）。この溶銅に酸素との親和力の高いＳｉなどを添加すると、これらの添加元素が酸化ロスする。その為に、添加前の溶銅から脱酸・脱水素処理を行い、溶銅中の酸素を１０ｐｐｍ以下、水素を０．３ｐｐｍ以下にすることが好ましい。この脱酸・脱水素処理を施した以降の工程に於いては、溶銅表面を固体還元材、不活性ガス若しくは還元性ガスでシールすることが必要である。
本発明の銅合金線材の製造方法で析出強化型合金の一例として用いられるコルソン系合金は、従来のベルト＆ホイール方式や双ベルト鋳造方式で鋳造されている銅及び銅合金に比較してＮｉ、Ｓｉ等の金属元素が高濃度の合金であることから、添加元素の連続溶解を図る上で、以下の２つの方法を採用する。
１つは、添加元素をできるだけ高濃度のもの、できれば単体を添加することで材料の昇温に必要な熱量を軽減することができ、拡散溶解原理を用いることで例えばＮｉなどを連続的に溶解できる。また、これらの元素を添加する際に混合熱が潜熱相当量発生することが実験的に確認されていることから、容易に溶銅温度が低下しないことが分かっている。
しかし、鋳造初期の溶銅温度が低い領域での温度上昇を図る上で誘導加熱炉を設置することが好ましい。
１つは、添加元素をできるだけ高濃度のもの、できれば単体を添加することで材料の昇温に必要な熱量を軽減することができ、拡散溶解原理を用いることで例えばＮｉなどを連続的に溶解できる。また、これらの元素を添加する際に混合熱が潜熱相当量発生することが実験的に確認されていることから、容易に溶銅温度が低下しないことが分かっている。
しかし、鋳造初期の溶銅温度が低い領域での温度上昇を図る上で誘導加熱炉を設置することが好ましい。
更に、拡散溶解を促進する上で、溶銅と添加金属との相対速度をゼロにしない為に、図１等に示すように炉底部からのポーラス・プラグ１５による攪拌や、アルミニウム合金の加工の際に使用されているようなローター式脱ガス装置を併用することが好ましい。ローター式脱ガス装置としては、Ａｌｃｏａ社製Ａ６２２（商品名）やＵｎｉｏｎ Ｃａｒｂｉｄｅ社製スニフ（商品名）などが代表的なものである。なお、誘導加熱炉を設置した場合には、自工場内で発生した屑を積極的に添加することでリサイクルすることができる。
なお、従来方法では、例えば特開昭５５−１２８３５３号公報の第１図及び第２図に示されているように、移送樋（７）の垂直部（９）から溶銅中に添加金属を投入している。この下流の注入容器（８）内で添加金属を完全に溶解させる為には、拡散溶解となる表面積を大きくするために極めて細かい金属原料を用いることが必要である。しかし、この細かい金属原料を採用することは製造コスト・アップに繋がり、更に１ｍｍを下回る細かな金属粒子若しくは粉体を添加する場合には、溶銅内で凝集が起こり十分な溶解ができない。これに対し、本発明の方法では、このような問題が生じることなく低コストで銅合金線材を製造することができる。
なお、従来方法では、例えば特開昭５５−１２８３５３号公報の第１図及び第２図に示されているように、移送樋（７）の垂直部（９）から溶銅中に添加金属を投入している。この下流の注入容器（８）内で添加金属を完全に溶解させる為には、拡散溶解となる表面積を大きくするために極めて細かい金属原料を用いることが必要である。しかし、この細かい金属原料を採用することは製造コスト・アップに繋がり、更に１ｍｍを下回る細かな金属粒子若しくは粉体を添加する場合には、溶銅内で凝集が起こり十分な溶解ができない。これに対し、本発明の方法では、このような問題が生じることなく低コストで銅合金線材を製造することができる。
また、本発明では、設備用地の問題から誘導加熱炉３または高濃度溶銅製造炉１６を設置することができない場合には、添加金属を予め溶銅温度相当まで事前に加熱してから溶銅中に添加することで、溶銅温度の低下を回避することもできる。この場合には、Ｃｕ−ＮｉやＣｕ−Ｓｉの母合金を使用することも可能であるが、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｉ等の多成分母合金を使用することで溶解が容易になる。この場合でも、ポーラス・プラグ１５による攪拌や、アルミニウム合金の加工の際に使用されているようなローター式脱ガス装置を併用することが好ましい。
ベルト＆ホイール鋳造法の場合には、凝固シェルの安定成長を図る上で鋳型の導電率は８０％以下が好ましく、導電率が５０％以下であることが更に好ましい。このことにより、ホイール鋳型への焼付け防止や鋳塊品質の向上のために塗布している離型剤の吹き付け厚さのバラツキによる鋳塊表面品質の劣化を回避できる。
また、双ベルト鋳造法若しくはベルト＆ホイール鋳造法に於いて、初期冷却としてはホイール及びベルトを冷却した際の冷却水温差（ΔＴ＝排水温度−冷却水温）から奪熱量を計算し、溶銅が持ち込む総熱量との比率（Ｒ）を下記式（１）から計算して０．３４〜０．５１に制御することが好ましく、０．３７〜０．４３が更に好ましい。
また、双ベルト鋳造法若しくはベルト＆ホイール鋳造法に於いて、初期冷却としてはホイール及びベルトを冷却した際の冷却水温差（ΔＴ＝排水温度−冷却水温）から奪熱量を計算し、溶銅が持ち込む総熱量との比率（Ｒ）を下記式（１）から計算して０．３４〜０．５１に制御することが好ましく、０．３７〜０．４３が更に好ましい。
Ｒ＝（ΔＴ×Ｖ＋Ａ）÷｛Ｗ×（Ｈ＋Ｔ×Ｃ）｝ （１）
［式中、ΔＴは冷却水温差、Ｖは冷却水量（ｍ3／ｈｒ）、
Ｗは鋳造量（ｋｇ／ｈｒ）、Ｈは潜熱（ｋｃａｌ／ｋｇ）、
Ｔは鋳造温度（℃）、Ｃは比熱（ｋｃａｌ／ｋｇ・℃）、
Ａは蒸発熱量（ｋｃａｌ／ｈｒ）を表す］
また、Ｒが０．５１を超える場合には、図１０中に示す高周波誘導加熱装置１２０の設置を図ることで６００℃以上の焼入れを行うことができる。
［式中、ΔＴは冷却水温差、Ｖは冷却水量（ｍ3／ｈｒ）、
Ｗは鋳造量（ｋｇ／ｈｒ）、Ｈは潜熱（ｋｃａｌ／ｋｇ）、
Ｔは鋳造温度（℃）、Ｃは比熱（ｋｃａｌ／ｋｇ・℃）、
Ａは蒸発熱量（ｋｃａｌ／ｈｒ）を表す］
また、Ｒが０．５１を超える場合には、図１０中に示す高周波誘導加熱装置１２０の設置を図ることで６００℃以上の焼入れを行うことができる。
最後に、熱間圧延された材料を焼入れする際に、線材表面に発生した酸化膜（酸化銅、ＳｉＯ2及びその他添加元素酸化物）を除去することが経済的であるので好ましい。具体的には、アルコールや鉱酸を含む水中に高温線材を強制的に浸漬することで表面酸化物を容易に除去できる。その冷却媒体は静置状態でも特に問題は無いが、乱流状態であることが好ましい。なお、銅合金線材を更に皮剥きする場合には、その手段は特に限定されないが、例えば水中浸漬手段によれば問題なく実施することができる。
本発明の銅合金の固液共存温度範囲は、タフピッチ銅に比較して広く、また見掛け粘度が大きい為に最終凝固部にポロシティが発生する。このポロシティが銅合金線材内に残存すると伸線工程で断線が発生する。
そこで、好ましくは、図８に示すように、移動鋳型での鋳塊断面積の２０％が完全に凝固していない領域に於いてスチールベルトの外側から圧下ロール１８等で圧力を付与し０．２ｍｍ以上の圧下を行うことでポロシティの消滅を図る。
また、二方ロールでは鋳塊を熱間圧延する際の初期３パスに於いて、減面率（（初期鋳塊断面積−３パス圧延後面積）÷初期鋳塊面積）が６０％以上、更に好ましくは７５％以上の圧下を加えることでポロシティの減少が図れる。三方ロールでは減面率が、３０％以上更に好ましくは５０％以上の圧下を加えることでポロシティの減少が図れる。
そこで、好ましくは、図８に示すように、移動鋳型での鋳塊断面積の２０％が完全に凝固していない領域に於いてスチールベルトの外側から圧下ロール１８等で圧力を付与し０．２ｍｍ以上の圧下を行うことでポロシティの消滅を図る。
また、二方ロールでは鋳塊を熱間圧延する際の初期３パスに於いて、減面率（（初期鋳塊断面積−３パス圧延後面積）÷初期鋳塊面積）が６０％以上、更に好ましくは７５％以上の圧下を加えることでポロシティの減少が図れる。三方ロールでは減面率が、３０％以上更に好ましくは５０％以上の圧下を加えることでポロシティの減少が図れる。
次に、本発明を実施例に基づいてさらに詳細に説明するが、本発明はこれに制限されるものではない。
（実施例１）
表１に示す合金組成を有する銅合金を、表１に示す各種連続鋳造圧延機を使用して表示の線径を有する銅合金線材の製造を行った。本発明の方法により製造したものをＮｏ．１〜１６に示す。また、Ｎｏ．１〜１６に示すものと同じ組成をもつもの(相当するＮｏ．を（ ）に示す。)の一部を、焼き入れ温度を変えた結果を比較例としてＮｏ．１７〜２３に示す。
溶体化状態の導電率は、（固相線温度−１０℃）で１時間保持後に水中急冷を施したものを四端子法で測定し、銅合金線材の導電率は、得られた各銅合金線材を四端子法により測定した。これらの値に基づき、［溶体化度＝溶体化状態の導電率÷銅合金線材の導電率×１００］の式により、溶体化度を求め表示した。この式により求められる溶体化度は、時効処理後の銅合金線材の強度に関連する指標となる値であって、溶体化度が８０％以上（好ましくは８５％以上、さらに好ましくは９０％以上）であれば銅合金線材の製造後（時効処理前）に別途溶体化を施す必要がなく、７０％以上であれば銅合金線材の要求特性によってはその製造後に別途溶体化を施す必要がなくなる場合があり、７０％未満であれば銅合金線材の製造後に別途溶体化を施す必要が生じる。
なお、表１中の鋳造機ＳＣＲ、プロペルチはベルト＆ホイール式を、Ｃｏｎｔｉｒｏｄは双ベルト式を表し、圧延機の２方、３方はそれぞれ２方ロール方式圧延機、３方ロール方式圧延機を表す。
表１に示す合金組成を有する銅合金を、表１に示す各種連続鋳造圧延機を使用して表示の線径を有する銅合金線材の製造を行った。本発明の方法により製造したものをＮｏ．１〜１６に示す。また、Ｎｏ．１〜１６に示すものと同じ組成をもつもの(相当するＮｏ．を（ ）に示す。)の一部を、焼き入れ温度を変えた結果を比較例としてＮｏ．１７〜２３に示す。
溶体化状態の導電率は、（固相線温度−１０℃）で１時間保持後に水中急冷を施したものを四端子法で測定し、銅合金線材の導電率は、得られた各銅合金線材を四端子法により測定した。これらの値に基づき、［溶体化度＝溶体化状態の導電率÷銅合金線材の導電率×１００］の式により、溶体化度を求め表示した。この式により求められる溶体化度は、時効処理後の銅合金線材の強度に関連する指標となる値であって、溶体化度が８０％以上（好ましくは８５％以上、さらに好ましくは９０％以上）であれば銅合金線材の製造後（時効処理前）に別途溶体化を施す必要がなく、７０％以上であれば銅合金線材の要求特性によってはその製造後に別途溶体化を施す必要がなくなる場合があり、７０％未満であれば銅合金線材の製造後に別途溶体化を施す必要が生じる。
なお、表１中の鋳造機ＳＣＲ、プロペルチはベルト＆ホイール式を、Ｃｏｎｔｉｒｏｄは双ベルト式を表し、圧延機の２方、３方はそれぞれ２方ロール方式圧延機、３方ロール方式圧延機を表す。
表１の結果から明らかなように、比較例Ｎｏ．１７〜２３はいずれも溶体化度が７０％未満と低かった。すなわち、これらの線材はこのままでは強度が低く、別途溶体化処理を施さなければならないことを意味する。
これに対し、本発明の方法により得られた線材Ｎｏ．１〜１６はいずれも、溶体化処理をしていないにもかかわらず溶体化度が８０％以上と高かった。したがって、本発明によれば、製造工程を短縮でき、コルソン系合金線材を短時間かつ低コストで製造することができる。
これに対し、本発明の方法により得られた線材Ｎｏ．１〜１６はいずれも、溶体化処理をしていないにもかかわらず溶体化度が８０％以上と高かった。したがって、本発明によれば、製造工程を短縮でき、コルソン系合金線材を短時間かつ低コストで製造することができる。
（実施例２）
以下、他の実施例を実施例１と同様に説明する。表２に示す合金組成を有する銅合金を、表２に示す各種連続鋳造圧延機を使用して表示の線径を有する銅合金線材の製造を行った。本発明の方法により製造したものをＮｏ．２４〜３５に示す。また、Ｎｏ．２４、２９、３０と同じ組成をもつものにおいて焼き入れ温度を変えた結果を比較例としてＮｏ．３６〜３８に示す。
なお、溶体化度、鋳造機、圧延機については、実施例１と同様に表２中に表記する。
以下、他の実施例を実施例１と同様に説明する。表２に示す合金組成を有する銅合金を、表２に示す各種連続鋳造圧延機を使用して表示の線径を有する銅合金線材の製造を行った。本発明の方法により製造したものをＮｏ．２４〜３５に示す。また、Ｎｏ．２４、２９、３０と同じ組成をもつものにおいて焼き入れ温度を変えた結果を比較例としてＮｏ．３６〜３８に示す。
なお、溶体化度、鋳造機、圧延機については、実施例１と同様に表２中に表記する。
表２の結果から明らかなように、比較例Ｎｏ．３６〜３８はいずれも溶体化度が７０％未満と低かった。すなわち、これらの線材はこのままでは強度が低く、別途溶体化処理を施さなければならないことを意味する。
これに対し、本発明の方法により得られた線材Ｎｏ．２４〜３５はいずれも、溶体化処理をしていないにもかかわらず溶体化度が８０％以上と高かった。したがって、本発明によれば、製造工程を短縮でき、Ｃｕ（−Ｎｉ）−Ｃｏ−Ｓｉ系合金線材を短時間かつ低コストで製造することができる。
これに対し、本発明の方法により得られた線材Ｎｏ．２４〜３５はいずれも、溶体化処理をしていないにもかかわらず溶体化度が８０％以上と高かった。したがって、本発明によれば、製造工程を短縮でき、Ｃｕ（−Ｎｉ）−Ｃｏ−Ｓｉ系合金線材を短時間かつ低コストで製造することができる。
（実施例３）
実施例１と同様に、表３に示す合金組成を有する銅合金を、表３に示す連続鋳造圧延機を使用して表示の線径を有する銅合金線材の製造を行った。本発明の方法により製造したものをＮｏ．３９〜４８に示す。また、Ｎｏ．３９、４２、４３と同じ組成をもつものにおいて焼き入れ温度を変えた結果を比較例としてＮｏ．４９〜５１に示す。
なお、溶体化度、鋳造機、圧延機については、実施例１と同様に表中に表記する。
実施例１と同様に、表３に示す合金組成を有する銅合金を、表３に示す連続鋳造圧延機を使用して表示の線径を有する銅合金線材の製造を行った。本発明の方法により製造したものをＮｏ．３９〜４８に示す。また、Ｎｏ．３９、４２、４３と同じ組成をもつものにおいて焼き入れ温度を変えた結果を比較例としてＮｏ．４９〜５１に示す。
なお、溶体化度、鋳造機、圧延機については、実施例１と同様に表中に表記する。
表３の結果から明らかなように、比較例Ｎｏ．４９〜５１はいずれも溶体化度が７０％未満と低かった。すなわち、これらの線材はこのままでは強度が低く、別途溶体化処理を施さなければならないことを意味する。
これに対し、本発明の方法により得られた線材Ｎｏ．３９〜４８はいずれも、溶体化処理をしていないにもかかわらず溶体化度が８０％以上と高かった。したがって、本発明によれば、製造工程を短縮でき、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｎ系合金線材を短時間かつ低コストで製造することができる。
これに対し、本発明の方法により得られた線材Ｎｏ．３９〜４８はいずれも、溶体化処理をしていないにもかかわらず溶体化度が８０％以上と高かった。したがって、本発明によれば、製造工程を短縮でき、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｎ系合金線材を短時間かつ低コストで製造することができる。
（実施例４）
実施例１と同様に、表４に示す合金組成を有する銅合金を、表４に示す連続鋳造圧延機を使用して表示の線径を有する銅合金線材の製造を行った。本発明の方法により製造したものをＮｏ．５２〜６２に示す。また、Ｎｏ．５２、５５、５６と同じ組成をもつものにおいて焼き入れ温度を変えた結果を比較例としてＮｏ．６３〜６５に示す。
なお、溶体化度、鋳造機、圧延機については、実施例１と同様に表中に表記する。
実施例１と同様に、表４に示す合金組成を有する銅合金を、表４に示す連続鋳造圧延機を使用して表示の線径を有する銅合金線材の製造を行った。本発明の方法により製造したものをＮｏ．５２〜６２に示す。また、Ｎｏ．５２、５５、５６と同じ組成をもつものにおいて焼き入れ温度を変えた結果を比較例としてＮｏ．６３〜６５に示す。
なお、溶体化度、鋳造機、圧延機については、実施例１と同様に表中に表記する。
表４の結果から明らかなように、比較例Ｎｏ．６３〜６５はいずれも溶体化度が７０％未満と低かった。すなわち、これらの線材はこのままでは強度が低く、別途溶体化処理を施さなければならないことを意味する。
これに対し、本発明の方法により得られた線材Ｎｏ．５２〜６２はいずれも、溶体化処理をしていないにもかかわらず溶体化度が８０％以上と高かった。したがって、本発明によれば、製造工程を短縮でき、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｔｉ系合金線材を短時間かつ低コストで製造することができる。
これに対し、本発明の方法により得られた線材Ｎｏ．５２〜６２はいずれも、溶体化処理をしていないにもかかわらず溶体化度が８０％以上と高かった。したがって、本発明によれば、製造工程を短縮でき、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｔｉ系合金線材を短時間かつ低コストで製造することができる。
（実施例５）
実施例１と同様に、表５に示す合金組成を有する銅合金を、表５に示す連続鋳造圧延機を使用して表示の線径を有する銅合金線材の製造を行った。本発明の方法により製造したものをＮｏ．６６〜７５に示す。また、Ｎｏ．６６、６８、６９と同じ組成をもつものにおいて焼き入れ温度を変えた結果を比較例としてＮｏ．７６〜７８に示す。
なお、溶体化度、鋳造機、圧延機については、実施例１と同様に表中に表記する。
実施例１と同様に、表５に示す合金組成を有する銅合金を、表５に示す連続鋳造圧延機を使用して表示の線径を有する銅合金線材の製造を行った。本発明の方法により製造したものをＮｏ．６６〜７５に示す。また、Ｎｏ．６６、６８、６９と同じ組成をもつものにおいて焼き入れ温度を変えた結果を比較例としてＮｏ．７６〜７８に示す。
なお、溶体化度、鋳造機、圧延機については、実施例１と同様に表中に表記する。
表５の結果から明らかなように、比較例Ｎｏ．７６〜７８はいずれも溶体化度が７０％未満と低かった。すなわち、これらの線材はこのままでは強度が低く、別途溶体化処理を施さなければならないことを意味する。
これに対し、本発明の方法により得られた線材Ｎｏ．６６〜７５はいずれも、溶体化処理をしていないにもかかわらず溶体化度が８０％以上と高かった。したがって、本発明によれば、製造工程を短縮でき、Ｃｕ−Ｃｒ系合金線材を短時間かつ低コストで製造することができる。
これに対し、本発明の方法により得られた線材Ｎｏ．６６〜７５はいずれも、溶体化処理をしていないにもかかわらず溶体化度が８０％以上と高かった。したがって、本発明によれば、製造工程を短縮でき、Ｃｕ−Ｃｒ系合金線材を短時間かつ低コストで製造することができる。
（実施例６）
実施例１と同様に、表６に示す合金組成を有する銅合金を、表６に示す連続鋳造圧延機を使用して表示の線径を有する銅合金線材の製造を行った。本発明の方法により製造したものをＮｏ．７９〜８８に示す。また、Ｎｏ．７９、８１、８２と同じ組成をもつものにおいて焼き入れ温度を変えた結果を比較例としてＮｏ．８９〜９１に示す。
なお、溶体化度、鋳造機、圧延機については、実施例１と同様に表中に表記する。
実施例１と同様に、表６に示す合金組成を有する銅合金を、表６に示す連続鋳造圧延機を使用して表示の線径を有する銅合金線材の製造を行った。本発明の方法により製造したものをＮｏ．７９〜８８に示す。また、Ｎｏ．７９、８１、８２と同じ組成をもつものにおいて焼き入れ温度を変えた結果を比較例としてＮｏ．８９〜９１に示す。
なお、溶体化度、鋳造機、圧延機については、実施例１と同様に表中に表記する。
表６の結果から明らかなように、比較例Ｎｏ．８９〜９１はいずれも溶体化度が７０％未満と低かった。すなわち、これらの線材はこのままでは強度が低く、別途溶体化処理を施さなければならないことを意味する。
これに対し、本発明の方法により得られた線材Ｎｏ．７９〜８８はいずれも、溶体化処理をしていないにもかかわらず溶体化度が８０％以上と高かった。したがって、本発明によれば、製造工程を短縮でき、Ｃｕ−Ｃｒ−Ｚｒ系合金線材を短時間かつ低コストで製造することができる。
これに対し、本発明の方法により得られた線材Ｎｏ．７９〜８８はいずれも、溶体化処理をしていないにもかかわらず溶体化度が８０％以上と高かった。したがって、本発明によれば、製造工程を短縮でき、Ｃｕ−Ｃｒ−Ｚｒ系合金線材を短時間かつ低コストで製造することができる。
（実施例７）
実施例１と同様に、表７に示す合金組成を有する銅合金を、表７に示す連続鋳造圧延機を使用して表示の線径を有する銅合金線材の製造を行った。本発明の方法により製造したものをＮｏ．９２〜９９に示す。また、Ｎｏ．９２、９４、９５と同じ組成をもつものにおいて焼き入れ温度を変えた結果を比較例としてＮｏ．１００〜１０２に示す。
なお、溶体化度、鋳造機、圧延機については、実施例１と同様に表中に表記する。
実施例１と同様に、表７に示す合金組成を有する銅合金を、表７に示す連続鋳造圧延機を使用して表示の線径を有する銅合金線材の製造を行った。本発明の方法により製造したものをＮｏ．９２〜９９に示す。また、Ｎｏ．９２、９４、９５と同じ組成をもつものにおいて焼き入れ温度を変えた結果を比較例としてＮｏ．１００〜１０２に示す。
なお、溶体化度、鋳造機、圧延機については、実施例１と同様に表中に表記する。
表７の結果から明らかなように、比較例Ｎｏ．１００〜１０２はいずれも溶体化度が７０％未満と低かった。すなわち、これらの線材はこのままでは強度が低く、別途溶体化処理を施さなければならないことを意味する。
これに対し、本発明の方法により得られた線材Ｎｏ．９２〜９９はいずれも、溶体化処理をしていないにもかかわらず溶体化度が８０％以上と高かった。したがって、本発明によれば、製造工程を短縮でき、Ｃｕ−Ｆｅ−Ｐ系合金線材を短時間かつ低コストで製造することができる。
これに対し、本発明の方法により得られた線材Ｎｏ．９２〜９９はいずれも、溶体化処理をしていないにもかかわらず溶体化度が８０％以上と高かった。したがって、本発明によれば、製造工程を短縮でき、Ｃｕ−Ｆｅ−Ｐ系合金線材を短時間かつ低コストで製造することができる。
（実施例８）
実施例１と同様に、表８に示す合金組成を有する銅合金を、表８に示す連続鋳造圧延機を使用して表示の線径を有する銅合金線材の製造を行った。本発明の方法により製造したものをＮｏ．１０３〜１１１に示す。また、Ｎｏ．１０３、１０５、１０６と同じ組成をもつものにおいて焼き入れ温度を変えた結果を比較例としてＮｏ．１１２〜１１４に示す。
なお、溶体化度、鋳造機、圧延機については、実施例１と同様に表中に表記する。
実施例１と同様に、表８に示す合金組成を有する銅合金を、表８に示す連続鋳造圧延機を使用して表示の線径を有する銅合金線材の製造を行った。本発明の方法により製造したものをＮｏ．１０３〜１１１に示す。また、Ｎｏ．１０３、１０５、１０６と同じ組成をもつものにおいて焼き入れ温度を変えた結果を比較例としてＮｏ．１１２〜１１４に示す。
なお、溶体化度、鋳造機、圧延機については、実施例１と同様に表中に表記する。
表８の結果から明らかなように、比較例Ｎｏ．１１２〜１１４はいずれも溶体化度が７０％未満と低かった。すなわち、これらの線材はこのままでは強度が低く、別途溶体化処理を施さなければならないことを意味する。
これに対し、本発明の方法により得られた線材Ｎｏ．１０３〜１１１はいずれも、溶体化処理をしていないにもかかわらず溶体化度が８０％以上と高かった。したがって、本発明によれば、製造工程を短縮でき、Ｃｕ−Ｆｅ−Ｚｎ系合金線材を短時間かつ低コストで製造することができる。
これに対し、本発明の方法により得られた線材Ｎｏ．１０３〜１１１はいずれも、溶体化処理をしていないにもかかわらず溶体化度が８０％以上と高かった。したがって、本発明によれば、製造工程を短縮でき、Ｃｕ−Ｆｅ−Ｚｎ系合金線材を短時間かつ低コストで製造することができる。
（従来例）
実施例１と同様に、表９に示す合金組成を有する銅合金（上記実施例Ｎｏ．と同じ組成の相当するＮｏ．を（ ）に示す。)を、表９に示す連続鋳造圧延機を使用して表示の線径を有する従来例としての銅合金線材の製造を行った。ここで、従来例の銅合金線材の製造工程が、本発明の実施例および比較例の銅合金線材の製造工程と異なる点は、（１）銅合金線材の中間材に対して焼入れを行わなかった点、（２）圧延工程終了直後の銅合金線材の中間材の温度がすべて２５０〜４００℃の範囲内にあった点、の２点である。
なお、溶体化度、鋳造機、圧延機については、実施例１と同様に表中に表記する。
実施例１と同様に、表９に示す合金組成を有する銅合金（上記実施例Ｎｏ．と同じ組成の相当するＮｏ．を（ ）に示す。)を、表９に示す連続鋳造圧延機を使用して表示の線径を有する従来例としての銅合金線材の製造を行った。ここで、従来例の銅合金線材の製造工程が、本発明の実施例および比較例の銅合金線材の製造工程と異なる点は、（１）銅合金線材の中間材に対して焼入れを行わなかった点、（２）圧延工程終了直後の銅合金線材の中間材の温度がすべて２５０〜４００℃の範囲内にあった点、の２点である。
なお、溶体化度、鋳造機、圧延機については、実施例１と同様に表中に表記する。
表９の結果から明らかなように、従来例Ｎｏ．１１５〜１３０はいずれも溶体化度が１７〜３１％ときわめて低かった。すなわち、これらの線材はこのままでは強度が低く、別途溶体化処理を施さなければならないことを意味する。
１ シャフト炉
２ 保持炉
３ 誘導加熱炉
４ 添加装置
５ フィルター
６ 鋳造ポット
７ 出湯ノズル
８ ベルト＆ホイール式移動鋳型
９ 鋳塊
１０ 双ベルト式移動鋳型
１１ 圧延機
１１ａ ロール
１２ 焼入れ装置
１３ 脱酸・脱水素ユニット
１４ 樋
１５ ポーラス・プラグ
１６ 高濃度溶銅製造炉
１７ 誘導炉
１８ 圧下ロール
１９ 反射炉
２０ 回転脱ガス装置
１０１ ベルト
１０２ ホイール
１０３ 回転移動鋳型
１０７ シャフト炉
１０８ 樋ａ
１０９ 誘導加熱炉
１１０ 樋ｂ
１１１ 鋳造ポット
１１２ 出湯ノズル
１１３ 溶銅合金
１１４ 鋳塊
１１５ 連続圧延機
１１６ 銅合金線材の中間材
１１７ 銅合金線材
１１８ 焼入れ装置
１１９ パレット
１２０ 高周波誘導加熱炉
１２１ ガイドロール
２ 保持炉
３ 誘導加熱炉
４ 添加装置
５ フィルター
６ 鋳造ポット
７ 出湯ノズル
８ ベルト＆ホイール式移動鋳型
９ 鋳塊
１０ 双ベルト式移動鋳型
１１ 圧延機
１１ａ ロール
１２ 焼入れ装置
１３ 脱酸・脱水素ユニット
１４ 樋
１５ ポーラス・プラグ
１６ 高濃度溶銅製造炉
１７ 誘導炉
１８ 圧下ロール
１９ 反射炉
２０ 回転脱ガス装置
１０１ ベルト
１０２ ホイール
１０３ 回転移動鋳型
１０７ シャフト炉
１０８ 樋ａ
１０９ 誘導加熱炉
１１０ 樋ｂ
１１１ 鋳造ポット
１１２ 出湯ノズル
１１３ 溶銅合金
１１４ 鋳塊
１１５ 連続圧延機
１１６ 銅合金線材の中間材
１１７ 銅合金線材
１１８ 焼入れ装置
１１９ パレット
１２０ 高周波誘導加熱炉
１２１ ガイドロール
Claims (21)
- 析出強化型の銅合金の溶銅をベルト＆ホイール式若しくは双ベルト式の移動鋳型に注湯して鋳塊を得る鋳造工程と、該鋳造工程により得られた前記鋳塊を圧延する圧延工程とを連続的に行う連続鋳造圧延工程により銅合金線材を得る銅合金線材の製造方法であって、前記圧延工程の中間または前記圧延工程の直後における前記銅合金線材の中間材を焼入れすることを特徴とする銅合金線材の製造方法。
- 前記銅合金が、Ｎｉを１．０〜５．０質量％、Ｓｉを０．２５〜１．５質量％含有し、残部がＣｕおよび不可避的な不純物元素から構成されることを特徴とする、請求項１記載の銅合金線材の製造方法。
- 前記銅合金が、Ｎｉを１．０〜５．０質量％、Ｓｉを０．２５〜１．５質量％含有し、Ａｇ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｐ、ＦｅおよびＣｒからなる群から選択される少なくとも１つの元素を０．１〜１．０質量％含有し、残部がＣｕおよび不可避的な不純物元素から構成されることを特徴とする、請求項１記載の銅合金線材の製造方法。
- 前記銅合金が、ＮｉとＣｏとを合計で１．０〜５．０質量％、Ｓｉを０．２５〜１．５質量％含有し、残部がＣｕおよび不可避的な不純物元素から構成されることを特徴とする、請求項１記載の銅合金線材の製造方法。
- 前記銅合金が、ＮｉとＣｏとを合計で１．０〜５．０質量％、Ｓｉを０．２５〜１．５質量％含有し、Ａｇ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｐ、ＦｅおよびＣｒからなる群から選択される少なくとも１つの元素を０．１〜１．０質量％含有し、残部がＣｕおよび不可避的な不純物元素から構成されることを特徴とする、請求項１記載の銅合金線材の製造方法。
- 前記銅合金が、Ｎｉを０．５〜１５．０質量％、Ｓｎを０．５〜４．０質量％含有し、残部がＣｕおよび不可避的な不純物元素から構成されることを特徴とする、請求項１記載の銅合金線材の製造方法。
- 前記銅合金が、Ｎｉを０．５〜１５．０質量％、Ｓｎを０．５〜４．０質量％含有し、Ａｇ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｐ、ＦｅおよびＣｒからなる群から選択される少なくとも１つの元素を０．０２〜１．０質量％含有し、残部がＣｕおよび不可避的な不純物元素から構成されることを特徴とする、請求項１記載の銅合金線材の製造方法。
- 前記銅合金が、Ｎｉを０．５〜５．０質量％、Ｔｉを０．１〜１．０質量％含有し、残部がＣｕおよび不可避的な不純物元素から構成されることを特徴とする、請求項１記載の銅合金線材の製造方法。
- 前記銅合金が、Ｎｉを０．５〜５．０質量％、Ｔｉを０．１〜１．０質量％含有し、Ａｇ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｐ、ＦｅおよびＣｒからなる群から選択される少なくとも１つの元素を０．０２〜１．０質量％含有し、残部がＣｕおよび不可避的な不純物元素から構成されることを特徴とする、請求項１記載の銅合金線材の製造方法。
- 前記銅合金が、Ｃｒを０．５〜２．０質量％含有し、残部がＣｕおよび不可避的な不純物元素から構成されることを特徴とする、請求項１記載の銅合金線材の製造方法。
- 前記銅合金が、Ｃｒを０．５〜２．０質量％含有し、Ａｇ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｓｎ、ＰおよびＦｅからなる群から選択される少なくとも１つの元素を０．０２〜１．０質量％含有し、残部がＣｕおよび不可避的な不純物元素から構成されることを特徴とする、請求項１記載の銅合金線材の製造方法。
- 前記銅合金が、Ｃｒを０．５〜２．０質量％、Ｚｒを０．０１〜１．０質量％含有し、残部がＣｕおよび不可避的な不純物元素から構成されることを特徴とする、請求項１記載の銅合金線材の製造方法。
- 前記銅合金が、Ｃｒを０．５〜２．０質量％、Ｚｒを０．０１〜１．０質量％含有し、Ａｇ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｓｎ、ＰおよびＦｅからなる群から選択される少なくとも１つの元素を０．０２〜１．０質量％含有し、残部がＣｕおよび不可避的な不純物元素から構成されることを特徴とする、請求項１記載の銅合金線材の製造方法。
- 前記銅合金が、Ｆｅを０．５〜５．０質量％、Ｐを０．０１〜１．０質量％含有し、残部がＣｕおよび不可避的な不純物元素から構成されることを特徴とする、請求項１記載の銅合金線材の製造方法。
- 前記銅合金が、Ｆｅを０．５〜５．０質量％、Ｐを０．０１〜１．０質量％含有し、Ａｇ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｚｎ、ＳｎおよびＣｒからなる群から選択される少なくとも１つの元素を０．０２〜１．０質量％含有し残部がＣｕおよび不可避的な不純物元素から構成されることを特徴とする、請求項１記載の銅合金線材の製造方法。
- 前記銅合金が、Ｆｅを０．５〜５．０質量％、Ｚｎを１．０〜１０．０質量％含有し、残部がＣｕおよび不可避的な不純物元素から構成されることを特徴とする、請求項１記載の銅合金線材の製造方法。
- 前記銅合金が、Ｆｅを０．５〜５．０質量％、Ｚｎを１．０〜１０．０質量％含有し、Ａｇ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｐ、ＳｎおよびＣｒからなる群から選択される少なくとも１つの元素を０．０２〜１．０質量％含有し残部がＣｕおよび不可避的な不純物元素から構成されることを特徴とする、請求項１記載の銅合金線材の製造方法。
- 前記銅合金の溶銅を前記移動鋳型に注湯した後３００秒以内に前記鋳造工程および前記圧延工程を完了させ、かつ前記銅合金線材の中間材を６００℃以上の温度で焼入れすることを特徴とする請求項１〜１７のいずれか１項に記載の銅合金線材の製造方法。
- 前記銅合金の原料銅をシャフト炉、反射炉若しくは誘導炉で溶解し、脱酸・脱水素処理を行い、その後合金元素成分を添加し、前記銅合金の溶銅とすることを特徴とする請求項１〜１７のいずれか１項に記載の銅合金線材の製造方法。
- 前記焼入れ前の前記銅合金線材の中間材を前記圧延工程で加熱することを特徴とする請求項１〜１７のいずれか１項に記載の銅合金線材の製造方法。
- 析出強化型の銅合金が連続鋳造圧延されて製造される銅合金線材であって、請求項１〜２０のいずれか１項に記載の方法で製造されることを特徴とする銅合金線材。
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