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JP7574633B2 - Copper alloy wire, plated wire, electric wire, and cable - Google Patents

Copper alloy wire, plated wire, electric wire, and cable Download PDF

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JP7574633B2
JP7574633B2 JP2020205438A JP2020205438A JP7574633B2 JP 7574633 B2 JP7574633 B2 JP 7574633B2 JP 2020205438 A JP2020205438 A JP 2020205438A JP 2020205438 A JP2020205438 A JP 2020205438A JP 7574633 B2 JP7574633 B2 JP 7574633B2
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Description

本発明は、銅合金線、めっき線、これを用いた電線、およびケーブル、に関する。 The present invention relates to copper alloy wire, plated wire, and electric wire and cable using the same.

特許文献1(特開平5-311285号公報)には、Cuの他、InおよびSnを含む銅合金線が記載されている。特許文献2(特開2014-159609号公報)には、伸線前の銅合金体として、Ag、In、Mg及びSnからなる群より選択される少なくとも1種の元素を0.01原子%以上含有する銅合金体が記載されている。特許文献3(国際公開第2014/007259号)には、銅合金材の製造工程において、複数の冷間加工の間に、中間熱処理を行うことが記載されている。特許文献4(特開2015-4118号公報)には、引抜銅線の製造工程において、引抜加工後に焼鈍し、その後、仕上引抜加工を行うことが記載されている。 Patent Document 1 (JP Patent Publication No. 5-311285) describes a copper alloy wire containing In and Sn in addition to Cu. Patent Document 2 (JP Patent Publication No. 2014-159609) describes a copper alloy body containing 0.01 atomic % or more of at least one element selected from the group consisting of Ag, In, Mg, and Sn as a copper alloy body before wire drawing. Patent Document 3 (WO 2014/007259) describes performing intermediate heat treatment between multiple cold working processes in the manufacturing process of a copper alloy material. Patent Document 4 (JP Patent Publication No. 2015-4118) describes performing annealing after drawing and then finish drawing in the manufacturing process of drawn copper wire.

特開平5-311285号公報Japanese Patent Application Publication No. 5-311285 特開2014-159609号公報JP 2014-159609 A 国際公開第2014/007259号International Publication No. 2014/007259 特開2015-4118号公報JP 2015-4118 A

銅合金から成る金属線は、様々な用途に用いられる。例えば、電子機器の配線部品で利用される導体やケーブルを構成する金属線において細線化の需要がある。このような用途では、細線化された金属線の強度向上、および導電率の向上が要求される。 Metal wires made of copper alloys are used for a variety of purposes. For example, there is a demand for thinner metal wires that make up the conductors and cables used in the wiring components of electronic devices. In such applications, there is a demand for thinner metal wires with improved strength and electrical conductivity.

本発明の目的は、金属線の強度向上および導電率向上を両立させる技術を提供することにある。 The objective of the present invention is to provide a technology that improves both the strength and electrical conductivity of metal wires.

一実施の形態である銅合金線は、銅合金によって構成される銅合金線であって、前記銅合金は、0.3質量%以上0.45質量%以下のインジウムを含有する。前記銅合金線の引張強さが800MPa以上であり、導電率は、80%IACS以上である。 The copper alloy wire in one embodiment is a copper alloy wire made of a copper alloy, and the copper alloy contains 0.3% by mass or more and 0.45% by mass or less of indium. The tensile strength of the copper alloy wire is 800 MPa or more, and the electrical conductivity is 80% IACS or more.

例えば、前記銅合金は、0.02質量%以上0.1質量%未満の錫を含有し、前記インジウムおよび前記錫の合計の含有率は、0.45質量%以下である。 For example, the copper alloy contains 0.02% by mass or more and less than 0.1% by mass of tin, and the total content of the indium and the tin is 0.45% by mass or less.

他の実施の形態である電線は、銅合金線から成る導体と、前記導体の周囲を被覆する絶縁体と、を備える。前記銅合金線は、0.3質量%以上0.45質量%以下のインジウムを含有する銅合金によって構成される。前記銅合金線の引張強さが、800MPa以上であり、前記銅合金線の導電率が、80%IACS以上である。 Another embodiment of the electric wire comprises a conductor made of a copper alloy wire and an insulator that covers the conductor. The copper alloy wire is made of a copper alloy containing 0.3% to 0.45% by mass of indium. The tensile strength of the copper alloy wire is 800 MPa or more, and the electrical conductivity of the copper alloy wire is 80% IACS or more.

例えば、前記電線における前記銅合金は、0.02質量%以上0.1質量%未満の錫を含有し、前記インジウムおよび前記錫の合計の含有率は、0.45質量%以下である。 For example, the copper alloy in the electric wire contains 0.02% by mass or more and less than 0.1% by mass of tin, and the total content of the indium and the tin is 0.45% by mass or less.

例えば、前記導体は、複数本の前記銅合金線を撚り合わせしたものから成る。 For example, the conductor is made of multiple copper alloy wires twisted together.

他の実施の形態であるめっき線は、銅合金線と、前記銅合金線の周囲に設けられためっき層と、を備え、前記銅合金線は、0.3質量%以上0.45質量%以下のインジウムを含有する銅合金によって構成され、引張強さが750MPa以上、導電率が78%IACS以上、伸びが3%以下である。 Another embodiment of the plated wire comprises a copper alloy wire and a plating layer provided around the copper alloy wire, the copper alloy wire being made of a copper alloy containing 0.3% by mass or more and 0.45% by mass or less of indium, and having a tensile strength of 750 MPa or more, a conductivity of 78% IACS or more, and an elongation of 3% or less.

他の実施の形態であるケーブルは、銅合金線から成る導体、および前記導体の周囲を被覆する絶縁体を備えた複数本の芯線と、前記複数本の芯線の周囲を一括して被覆するシースと、を有する。前記銅合金線は、0.3質量%以上0.45質量%以下のインジウムを含有する銅合金によって構成される。前記銅合金線の引張強さは、800MPa以上であり、前記銅合金線の導電率は、80%IACS以上である。 Another embodiment of the cable has a conductor made of a copper alloy wire, a plurality of core wires with an insulator covering the conductor, and a sheath covering the plurality of core wires together. The copper alloy wire is made of a copper alloy containing 0.3% to 0.45% by mass of indium. The tensile strength of the copper alloy wire is 800 MPa or more, and the electrical conductivity of the copper alloy wire is 80% IACS or more.

例えば、前記ケーブルにおける前記銅合金は、0.02質量%以上0.1質量%未満の錫を含有し、前記インジウムおよび前記錫の合計の含有率は、0.45質量%以下である。 For example, the copper alloy in the cable contains 0.02% by mass or more and less than 0.1% by mass of tin, and the total content of the indium and the tin is 0.45% by mass or less.

本発明の代表的な実施の形態によれば、金属線の強度向上および導電率向上を両立させることができる。 A typical embodiment of the present invention can improve both the strength and electrical conductivity of the metal wire.

一実施の形態である金属線の斜視断面図である。FIG. 1 is a perspective cross-sectional view of a metal wire according to an embodiment. 図1に示す金属線の製造工程の一例を示すフロー図である。FIG. 2 is a flow chart showing an example of a manufacturing process of the metal wire shown in FIG. 1 . 図1に示す金属線を含むケーブルの断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of a cable including the metal wire shown in FIG. 1 . 図3に示すケーブルが有する複数の電線のうちの1本の断面図である。4 is a cross-sectional view of one of a plurality of electric wires included in the cable shown in FIG. 3.

以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。以下の説明では、線径(外径)が100μm以下の銅合金からなる金属線を銅合金線と呼ぶ。また、銅合金線に伸線加工される前のものを荒引き線と呼ぶ。また、銅合金線の周囲にめっき層を有するものをめっき線と呼ぶ。 The following describes an embodiment of the present invention with reference to the drawings. In the following description, a metal wire made of a copper alloy with a wire diameter (outer diameter) of 100 μm or less is called a copper alloy wire. Also, a copper alloy wire before being drawn into a copper alloy wire is called a roughly drawn wire. Also, a copper alloy wire having a plating layer around it is called a plated wire.

また、以下の説明において、導電率の評価指標として、「IACS(International Annealed Copper Standard)」という指標を用いる。IACSを用いた導電率は、焼鈍標準軟銅(体積抵抗率:1.7241×10-2μΩm)の導電率を、100%IACSと規定し、この焼鈍標準軟銅の導電率に対する割合を「○○%IACS」と記載する。以下で説明する導電率は、日本工業規格(JIS C 3002:1992)に規定される電気用銅線の試験方法に則って試験片の電気抵抗および直径を測定し、測定結果に基づいて算出される。 In the following description, an index called "IACS (International Annealed Copper Standard)" is used as an evaluation index of electrical conductivity. The electrical conductivity using IACS is defined as 100% IACS, which is the electrical conductivity of annealed standard soft copper (volume resistivity: 1.7241×10 −2 μΩm), and the percentage of the electrical conductivity of this annealed standard soft copper is described as "xx% IACS". The electrical conductivity described below is calculated based on the measurement results by measuring the electrical resistance and diameter of a test piece in accordance with the test method for electrical copper wires specified in the Japanese Industrial Standards (JIS C 3002:1992).

また、以下の説明において、金属線の「引張強さ」および「伸び」について説明する場合、日本工業規格(JIS C 3002:1992)に規定される電気用銅線の試験方法に則って試験片の引張試験を行い、その測定結果から算出される値を、「引張強さ」および「伸び」とする。 In the following explanation, when the "tensile strength" and "elongation" of metal wire are described, a tensile test is performed on a test piece in accordance with the test method for electrical copper wire specified in the Japanese Industrial Standards (JIS C 3002:1992), and the values calculated from the measurement results are taken as the "tensile strength" and "elongation."

<金属線の構造>
図1は、本実施の形態の金属線の斜視断面図である。図1に示す銅合金線10は、銅合金11によって構成される銅合金線であって、銅合金11は、0.3質量%以上、かつ、0.45質量%以下のインジウム(In)を含有する。銅合金11は、その残部に不可避的不純物が含まれている。また、銅合金線10の引張強さは、800MPa以上(好ましくは、800MPa以上900MPa以下)であり、銅合金線10の導電率は、80%IACS以上(好ましくは、80%IACS以上85%IACS以下)である。
<Metal Wire Structure>
Fig. 1 is a perspective cross-sectional view of a metal wire according to the present embodiment. The copper alloy wire 10 shown in Fig. 1 is a copper alloy wire made of a copper alloy 11, which contains 0.3 mass% or more and 0.45 mass% or less of indium (In). The copper alloy 11 contains inevitable impurities as the remainder. The tensile strength of the copper alloy wire 10 is 800 MPa or more (preferably, 800 MPa or more and 900 MPa or less), and the electrical conductivity of the copper alloy wire 10 is 80% IACS or more (preferably, 80% IACS or more and 85% IACS or less).

銅合金11に含まれる不可避的不純物としては、例えばアルミニウム(Al)、珪素(Si)、リン(P)、硫黄(S)、クロム(Cr)、鉄(Fe)、ニッケル(Ni)、ヒ素(As)、セレン(Se)、銀(Ag)、アンチモン(Sb)、鉛(Pb)、あるいはビスマス(Bi)などが挙げられる。銅合金11に含まれる不可避的不純物は、例えば20質量ppm以上30質量ppm以下の範囲で含有する。 Examples of the unavoidable impurities contained in the copper alloy 11 include aluminum (Al), silicon (Si), phosphorus (P), sulfur (S), chromium (Cr), iron (Fe), nickel (Ni), arsenic (As), selenium (Se), silver (Ag), antimony (Sb), lead (Pb), and bismuth (Bi). The unavoidable impurities contained in the copper alloy 11 are contained in a range of, for example, 20 ppm by mass or more and 30 ppm by mass or less.

上記した銅合金11を有する銅合金線10は、引張強さおよび導電率のそれぞれを、高い水準で両立させることができる。詳細は実施例として後述するが、本願発明者が確認した結果、0.3質量%以上、かつ、0.45質量%以下のインジウム(In)を含有し、残部が銅(Cu)および不可避的不純物からなる銅合金11を有する銅合金線10は、80%IACS以上の導電率を備える。また、銅合金線10の引張強さは、872MPa以上であった。銅合金線10の引張強さの値は、製造条件によりバラつく場合があるが、製造条件によるバラつきを考慮しても、少なくとも800MPa以上の値は得られる。 The copper alloy wire 10 having the above-mentioned copper alloy 11 can achieve both high levels of tensile strength and electrical conductivity. Details will be described later as an example, but as a result of confirmation by the present inventor, a copper alloy wire 10 having a copper alloy 11 containing 0.3 mass% or more and 0.45 mass% or less of indium (In), with the remainder being copper (Cu) and unavoidable impurities, has an electrical conductivity of 80% IACS or more. In addition, the tensile strength of the copper alloy wire 10 was 872 MPa or more. The value of the tensile strength of the copper alloy wire 10 may vary depending on the manufacturing conditions, but even taking into account the variation due to the manufacturing conditions, a value of at least 800 MPa or more can be obtained.

電気を伝送する導電線(以下、単に電線と記載する)は、電力の伝送路、あるいは電気信号の伝送路を構成する部材であって、様々な分野に広く利用される。電線における導体には、様々な種類の純金属、合金、あるいは複合材などの導電性材料が使用される。本実施の形態では、電線における導体として、高い導電性を有する銅合金11で構成される銅合金線10を取り上げて説明する。 A conductive wire that transmits electricity (hereinafter simply referred to as an electric wire) is a component that constitutes a power transmission path or an electric signal transmission path, and is widely used in various fields. Conductive materials such as various types of pure metals, alloys, or composite materials are used as conductors in electric wires. In this embodiment, a copper alloy wire 10 made of a copper alloy 11 having high conductivity will be described as a conductor in an electric wire.

電線における導体として利用される銅線は、上記したように様々な分野に利用されるが、利用される分野によっては、線径が細い銅線が求められる場合がある。例えば、携帯用端末などの電子機器では、その内部配線部品として、銅線からなる導体を備えた電線が使用される。この場合、1本の銅線の線径は、100μm以下のサイズが要求される場合がある。また、医療分野で利用されるプローブケーブルの場合、患者の体内に挿入される用途で利用される場合もあり、更に細い線径の銅線が要求される。本実施の形態では、極細線の一例として、80μmの線径10Dを備える銅合金線10を取り上げて説明する。 As mentioned above, copper wires used as conductors in electric wires are used in various fields, but depending on the field of use, copper wires with a small wire diameter may be required. For example, in electronic devices such as portable terminals, electric wires with conductors made of copper wires are used as internal wiring components. In this case, the wire diameter of a single copper wire may be required to be 100 μm or less. In addition, in the case of probe cables used in the medical field, they may be used for applications in which they are inserted into the patient's body, and copper wires with even smaller wire diameters are required. In this embodiment, a copper alloy wire 10 with a wire diameter 10D of 80 μm will be described as an example of an ultra-fine wire.

銅合金11から構成される銅合金線10の引張強さは、銅合金11にひずみを生じさせることにより向上させることができる。銅合金11にひずみを生じさせる方法としては、銅合金11に含まれる銅以外の金属元素の含有率を高くする方法、および、伸線加工などを施す方法である。ところが、これらの方法により、銅合金線10にひずみを生じさせると、導電性部材としての銅合金11の抵抗率が上昇するため、銅合金線10の導電率が低下する。つまり、銅合金線10の引張強さを大きくすること、および銅合金線10の導電率を大きくすることは、トレードオフの関係になっている。 The tensile strength of the copper alloy wire 10 made of the copper alloy 11 can be improved by inducing strain in the copper alloy 11. Methods for inducing strain in the copper alloy 11 include increasing the content of metal elements other than copper contained in the copper alloy 11, and performing wire drawing. However, when strain is generated in the copper alloy wire 10 by these methods, the resistivity of the copper alloy 11 as a conductive member increases, and the conductivity of the copper alloy wire 10 decreases. In other words, there is a trade-off between increasing the tensile strength of the copper alloy wire 10 and increasing the conductivity of the copper alloy wire 10.

そこで、本願発明者は、固溶強化型の銅合金11において、導電率および引張強さの特性を向上させる構成を見出すため、複数種類の金属元素について、銅合金11内に固溶化させた時に、銅合金11の導電率低下に与える影響、および引張強さの強化に寄与する程度に着目した。すなわち、銅合金線10の引張強さの強化への寄与の程度については、金属元素の種類により違いがあり、かつ銅に固溶される元素の含有率が大きくなれば、これに比例して引張強さが大きくなる。錫(Sn)およびインジウム(In)は、アルミニウム(Al)、ニッケル(Ni)、あるいはマグネシウム(Mg)などの金属と比較すると、銅に固溶させた時に、引張強さを大きくする影響が大きいため、有効な添加元素である。 Therefore, in order to find a configuration that improves the electrical conductivity and tensile strength properties of the solid-solution strengthened copper alloy 11, the inventors of the present application focused on the effect of multiple types of metal elements on the decrease in electrical conductivity of the copper alloy 11 when they are solid-solved in the copper alloy 11, and the degree to which they contribute to strengthening the tensile strength. In other words, the degree of contribution to strengthening the tensile strength of the copper alloy wire 10 varies depending on the type of metal element, and the tensile strength increases proportionally as the content of the element that is solid-solved in copper increases. Tin (Sn) and indium (In) are effective additive elements because they have a large effect on increasing tensile strength when solid-solved in copper, compared to metals such as aluminum (Al), nickel (Ni), or magnesium (Mg).

一方、導電率の低下に与える影響については、金属元素の種類によって、影響の程度が大きく異なる。詳しくは、銀(Ag)、インジウム(In)、あるいはマグネシウム(Mg)の場合、ニッケル(Ni)、錫(Sn)、アルミニウム(Al)などの金属と比較して、銅に固溶される濃度が大きくなっても、導電率の低下を抑制することができる。例えば、無酸素銅に固溶される上記金属元素の濃度(質量濃度)が、900ppmである場合で比較すると、錫(Sn)の場合、純銅の導電率を100%(百分率)としたときに対して、92%程度まで低下するが、インジウム(In)の場合、98%程度までの低下で済む。また、銀(Ag)の場合、純銅の導電率を100%(百分率)としたときに対して99%程度までの低下で済む。 On the other hand, the degree of influence on the decrease in electrical conductivity varies greatly depending on the type of metal element. In more detail, in the case of silver (Ag), indium (In), or magnesium (Mg), the decrease in electrical conductivity can be suppressed even if the concentration of the metal elements dissolved in copper is large, compared to metals such as nickel (Ni), tin (Sn), and aluminum (Al). For example, when the concentration (mass concentration) of the above metal elements dissolved in oxygen-free copper is 900 ppm, the electrical conductivity of tin (Sn) decreases to about 92% of that of pure copper (percentage), but in the case of indium (In), the decrease is limited to about 98%. In addition, in the case of silver (Ag), the decrease is limited to about 99% of that of pure copper (percentage).

上記した特性から、銅にインジウムを固溶させることにより得られる銅合金11は、導電率および引張強さの特性を高い水準で備えている。なお、銅に銀(Ag)を固溶させた銅合金の場合、本実施の形態の銅合金線10よりもさらに高い導電率が得られる。ただし、同じ濃度の場合、銀はインジウムと比べて引張強さを大きくする効果が小さいため、銀の含有量を増加させると、銅合金線10の原料コストが増大するので、インジウムを固溶させることが好ましい。 From the above characteristics, the copper alloy 11 obtained by dissolving indium in copper has high levels of electrical conductivity and tensile strength. In the case of a copper alloy in which silver (Ag) is dissolved in copper, an even higher electrical conductivity can be obtained than the copper alloy wire 10 of this embodiment. However, at the same concentration, silver has a smaller effect of increasing tensile strength than indium, so increasing the silver content increases the raw material cost of the copper alloy wire 10, so it is preferable to dissolve indium.

また、銅合金11の引張強さを向上させるため、銅合金に含まれる酸素の含有率は少ないことが好ましい。本実施の形態の場合、銅合金11に含まれる酸素は、0.002質量%以下である。銅合金11に含まれる酸素が0.002質量%以下であれば、酸素に起因して銅合金11の引張強さが低下することを抑制できる。 In addition, in order to improve the tensile strength of copper alloy 11, it is preferable that the oxygen content in the copper alloy is low. In the present embodiment, the oxygen content in copper alloy 11 is 0.002 mass% or less. If the oxygen content in copper alloy 11 is 0.002 mass% or less, it is possible to suppress a decrease in the tensile strength of copper alloy 11 due to oxygen.

図1に示す銅合金線10の変形例として、銅合金11が、0.3質量%以上、かつ、0.43質量%より少ないインジウム(In)と、0.02質量%以上、かつ、0.1質量%未満の錫(Sn)と、を含有し、残部が銅(Cu)および不可避的不純物からなる場合がある。ただし、銅合金11に含まれるインジウムおよび錫の合計の含有率は、0.45質量%以下である。 As a modified example of the copper alloy wire 10 shown in FIG. 1, the copper alloy 11 may contain 0.3 mass% or more and less than 0.43 mass% indium (In), 0.02 mass% or more and less than 0.1 mass% tin (Sn), and the remainder may be copper (Cu) and unavoidable impurities. However, the total content of indium and tin contained in the copper alloy 11 is 0.45 mass% or less.

銅合金線10の変形例の場合、銅合金11が固溶化された錫を含んでいるため、上記した錫を含まない銅合金線10と比較すると、導電率は相対的に低い。ただし、錫の含有率を0.1質量%未満とし、かつ、0.3質量%以上のインジウムを含有させることにより、80%IACS以上の導電率を維持することができる。ただし、銅合金11に含まれるインジウムおよび錫の合計の含有率は、0.45質量%以下であることが望ましい。後述する実験結果によれば、上記した条件の範囲内であれば、銅合金線10の変形例の引張強さは、872MPa以上であった。このように、銅合金線10の変形例の場合、錫を固溶化させることにより、80%IACS以上の導電率を維持しつつ、かつ、銅合金線10の原料コストを低減させることができる。 In the case of the modified copper alloy wire 10, the copper alloy 11 contains tin in solid solution, so the electrical conductivity is relatively low compared to the above-mentioned copper alloy wire 10 that does not contain tin. However, by making the tin content less than 0.1 mass% and containing 0.3 mass% or more of indium, it is possible to maintain an electrical conductivity of 80% IACS or more. However, it is preferable that the total content of indium and tin contained in the copper alloy 11 is 0.45 mass% or less. According to the experimental results described below, within the range of the above-mentioned conditions, the tensile strength of the modified copper alloy wire 10 was 872 MPa or more. Thus, in the case of the modified copper alloy wire 10, by making the tin in solid solution, it is possible to maintain an electrical conductivity of 80% IACS or more and reduce the raw material cost of the copper alloy wire 10.

<金属線の製造方法>
次に、図1に示す銅合金線10の製造方法について説明する。上記した銅合金線10は、銅合金中に錫を含有する場合と含有しない場合とがあるが、製造方法は、同様である。図2は、図1に示す金属線の製造工程の一例を示すフロー図である。
<Metal Wire Manufacturing Method>
Next, a method for manufacturing the copper alloy wire 10 shown in Fig. 1 will be described. The above-mentioned copper alloy wire 10 may or may not contain tin in the copper alloy, but the manufacturing method is the same. Fig. 2 is a flow chart showing an example of a manufacturing process of the metal wire shown in Fig. 1.

以下では、金属線の製造方法として、連続鋳造圧延法により、線径がある程度の太さ(例えば8mm~12mm程度)の荒引き線を製造した後、荒引き線に伸線加工を施すことにより金属線を製造する方法を取り上げて説明する。連続鋳造圧延法は、例えば、SCR方式(Southwire Continuous Rod system)と呼ばれる連続鋳造圧延法を用いることができる。 The following describes a method for manufacturing metal wire, in which a rough wire with a certain wire diameter (e.g., about 8 mm to 12 mm) is manufactured by a continuous casting and rolling method, and then the rough wire is drawn to manufacture metal wire. The continuous casting and rolling method can be, for example, a continuous casting and rolling method called the SCR method (Southwire Continuous Rod system).

まず、図2に示す原料準備工程として、原料を準備する。原料は銅を主成分とする金属である。原料は、銅の他、上記したように、不可避的に混入された不純物元素を含んでいる場合がある。また、原料には、インジウムを含む添加元素が含まれる。また、図1に示す銅合金線10の変形例として説明した金属線の製造方法では、添加元素は、インジウムおよび錫である。これらの添加元素は、上記した含有率の条件を満たす範囲内で、銅を主成分とする原料に添加される。 First, in the raw material preparation step shown in FIG. 2, the raw material is prepared. The raw material is a metal whose main component is copper. In addition to copper, the raw material may contain impurity elements that are inevitably mixed in, as described above. The raw material also contains additive elements including indium. In the method for manufacturing a metal wire described as a modified example of the copper alloy wire 10 shown in FIG. 1, the additive elements are indium and tin. These additive elements are added to the raw material whose main component is copper within a range that satisfies the above-mentioned content conditions.

次に、図2に示す溶解工程として、図示しない溶解炉内で原料を溶解させる。溶解炉は、原料を連続的に溶解させることが可能な加熱炉であって、溶解炉内で溶解した溶銅は、図示しない保温炉に順次移動する。 Next, in the melting process shown in FIG. 2, the raw materials are melted in a melting furnace (not shown). The melting furnace is a heating furnace capable of continuously melting the raw materials, and the molten copper melted in the melting furnace is transferred sequentially to a heat-retaining furnace (not shown).

次に、図2に示す鋳造工程として、保温炉内の溶銅を図示しない鋳型に流し込んだ後、冷却することで凝固させる。凝固した鋳造物は、鋳型から取り外され、圧延装置に順次送り出される。図2に示す溶解工程から鋳造工程までは、不活性ガス雰囲気中(例えば窒素雰囲気中)で実施される。不活性ガス雰囲気中には酸素は殆ど存在せず、少なくとも、酸素濃度(体積濃度)は、10ppm以下である。このように、酸素濃度が極めて低い不活性ガス雰囲気中で荒引き線の製造を行うことで、鋳造工程中における銅への酸素の含有を抑制できる。 Next, in the casting process shown in FIG. 2, the molten copper in the heat-retaining furnace is poured into a mold (not shown) and then cooled to solidify. The solidified casting is removed from the mold and sent sequentially to a rolling mill. The melting process to the casting process shown in FIG. 2 are carried out in an inert gas atmosphere (e.g., a nitrogen atmosphere). There is almost no oxygen in the inert gas atmosphere, and at least the oxygen concentration (volume concentration) is 10 ppm or less. In this way, by manufacturing the rough wire in an inert gas atmosphere with an extremely low oxygen concentration, it is possible to suppress the inclusion of oxygen in the copper during the casting process.

次に、図2に示す圧延工程として、鋳造物を圧延し、線径が8mm~12mm程度の荒引き線を形成する。圧延工程では、複数回に分けて圧延処理を行う場合がある。なお、鋳造工程で得られた鋳造物を、そのまま荒引き線として用いる場合には、この圧延工程は省略することができる。 Next, in the rolling process shown in Figure 2, the casting is rolled to form a roughly drawn wire with a wire diameter of about 8 mm to 12 mm. In the rolling process, the rolling process may be performed multiple times. Note that if the casting obtained in the casting process is used as a roughly drawn wire as is, this rolling process can be omitted.

次に、図2に示す巻取工程として、図示しない巻取装置により巻き取られ、荒引き線が得られる。なお、巻取装置によって巻き取られた荒引き線は、引張強さが250MPa以上300MPa程度であり、導電率が85%IACSよりも大きく90%IACS以下程度である。 Next, in the winding process shown in FIG. 2, the wire is wound by a winding device (not shown) to obtain a roughly drawn wire. The roughly drawn wire wound by the winding device has a tensile strength of 250 MPa or more and 300 MPa or more, and a conductivity of more than 85% IACS and approximately 90% IACS or less.

次に、図2に示す伸線加工工程として、線径が100μm以下(例えば、50μm~80μm程度)になるまで荒引き線を引き延ばし、図1に示す銅合金線10を得る。伸線加工工程は、常温(例えば25℃)で行う、所謂、冷間加工として実施される。伸線加工工程では、荒引き線を延在方向に伸長させるが、伸線加工工程を複数(第1の伸線加工工程および第2の伸線加工工程)に分け、伸線加工工程の間に熱処理工程(焼鈍工程と呼ぶ場合もある)として、伸線加工中の伸線材に熱処理を施す。なお、第1の伸線加工工程は、1回の伸線加工工程によって荒引き線(例えば、線径が8mm~12mm程度)を所望の線径(例えば、0.5mm以上3.0mm以下の線径)まで伸線することがよい。このような伸線加工を行うことは、熱処理工程後における金属線の導電率、引張強さおよび伸びを所望の範囲にし、第2の伸線加工工程を経て得られる銅合金線10が80%IACS以上の導電率と800MPa以上の引張強さとを有することに有効である。 Next, in the wire drawing process shown in FIG. 2, the roughly drawn wire is drawn until the wire diameter is 100 μm or less (for example, about 50 μm to 80 μm) to obtain the copper alloy wire 10 shown in FIG. 1. The wire drawing process is performed at room temperature (for example, 25° C.), so-called cold processing. In the wire drawing process, the roughly drawn wire is extended in the extension direction, but the wire drawing process is divided into multiple processes (a first wire drawing process and a second wire drawing process), and a heat treatment process (sometimes called an annealing process) is performed between the wire drawing processes to apply heat treatment to the drawn wire material during the wire drawing process. In the first wire drawing process, it is preferable to draw the roughly drawn wire (for example, a wire diameter of about 8 mm to 12 mm) to the desired wire diameter (for example, a wire diameter of 0.5 mm to 3.0 mm) by one wire drawing process. This type of wire drawing process is effective in bringing the electrical conductivity, tensile strength, and elongation of the metal wire into the desired range after the heat treatment process, and in ensuring that the copper alloy wire 10 obtained through the second wire drawing process has an electrical conductivity of 80% IACS or more and a tensile strength of 800 MPa or more.

伸線加工中は、金属線に歪が生じることにより、金属線の引張強さを大きくすることができるが、金属線の導電率は、低下する。伸線加工の途中で熱処理(焼鈍処理と呼ぶ場合もある)を施すと、金属線中の歪みが低減する。このため、熱処理された金属線の引張強さは低下するが、導電率は上昇する。本願発明者の検討によれば、伸線工程の途中(第1の伸線加工工程と第2の伸線加工工程との間)に実施する熱処理工程を以下の条件を満たすように実施することで、最終的に得られる硬質の金属線(銅合金線10)の引張強さと導電率を高い状態に維持できることが判った。なお、ここでいう硬質の銅合金線とは、伸びが0.5%以上3%以下の金属線である。 During the wire drawing process, distortion occurs in the metal wire, which increases the tensile strength of the metal wire, but decreases the electrical conductivity of the metal wire. If heat treatment (sometimes called annealing) is performed during the wire drawing process, the distortion in the metal wire is reduced. As a result, the tensile strength of the heat-treated metal wire decreases, but its electrical conductivity increases. According to the research of the present inventors, it has been found that the tensile strength and electrical conductivity of the finally obtained hard metal wire (copper alloy wire 10) can be maintained at a high level by performing a heat treatment process during the wire drawing process (between the first wire drawing process and the second wire drawing process) so as to satisfy the following conditions. Note that the hard copper alloy wire referred to here is a metal wire with an elongation of 0.5% to 3%.

熱処理前(熱処理直前の伸線加工工程後)の金属線の引張強さをA、熱処理後(熱処理直後)の金属線の引張強さをBとし、C=B/Aとすると、引っ張り強さの比Cの値が0.5以上0.8以下になるように熱処理を行う。また、熱処理前(熱処理直前の伸線加工工程後)の金属線の伸びをD、熱処理後(熱処理直後)の金属線の伸びをEとし、F=E/Dとすると、伸びの比Fの値が10以上50以下になるように熱処理を行う。なお、図2に示すように、熱処理工程の後でさらに伸線加工を施すため、熱処理工程では、熱処理工程直後の金属線の導電率が86%IACS以上(好ましくは88%IACS以上)になるように熱処理を行うことが好ましい。また、熱処理工程直後の金属線の引張強さは200MPa以上300MPaであり、熱処理工程直後の金属線の伸びは20%以上40%以下であることが好ましい。これにより、熱処理工程に続いて行われる伸線加工工程(第2の伸線加工工程)を行った後の導電率を80%IACS以上にすることができる。なお、熱処理工程では、例えば400℃以上900℃以下の温度で熱処理を行うことがよい。 If the tensile strength of the metal wire before heat treatment (after the wire drawing process immediately before heat treatment) is A, the tensile strength of the metal wire after heat treatment (immediately after heat treatment) is B, and C = B/A, heat treatment is performed so that the tensile strength ratio C is 0.5 to 0.8. If the elongation of the metal wire before heat treatment (after the wire drawing process immediately before heat treatment) is D, the elongation of the metal wire after heat treatment (immediately after heat treatment) is E, and F = E/D, heat treatment is performed so that the elongation ratio F is 10 to 50. As shown in Figure 2, in order to further perform wire drawing after the heat treatment process, it is preferable to perform heat treatment in the heat treatment process so that the conductivity of the metal wire immediately after the heat treatment process is 86% IACS or more (preferably 88% IACS or more). In addition, it is preferable that the tensile strength of the metal wire immediately after the heat treatment process is 200 MPa to 300 MPa, and the elongation of the metal wire immediately after the heat treatment process is 20% to 40%. This allows the electrical conductivity to be 80% IACS or higher after the wire drawing process (second wire drawing process) that follows the heat treatment process. Note that the heat treatment process should be performed at a temperature of, for example, 400°C or higher and 900°C or lower.

なお、図2では、荒引き線を伸線加工工程(第1の伸線加工工程)によって所望の線径(例えば、0.5mm以上3.0mm以下の線径)まで伸線した後に、上述した条件によって金属線を熱処理する熱処理工程を行い、さらに伸線加工工程(第2の伸線加工工程)によって所望の線径(例えば、0.1mm以下の線径)まで伸線する実施態様を説明したが、種々の変形例を適用可能である。例えば、第2の伸線加工工程は、複数回の伸線加工工程に分かれており、複数回の伸線加工工程における各工程によって所望の線径まで段階的に金属線を伸線することでもよい。第2の伸線加工工程は、複数回の伸線加工工程によって金属線を段階的に伸線することにより、第2の伸線加工工程が1回の伸線加工工程から構成される場合に比べて、上述した硬質の金属線(銅合金線10)を安定して得ることができる。なお、第2の伸線加工工程を複数回の伸線加工工程によって構成する場合には、必要に応じて、複数回の伸線加工工程の間に上述した熱処理工程を設けてもよい。また、第2回目の伸線加工工程の後には、金属線が硬質の状態を維持するようにして熱処理を行うことでもよい。 In FIG. 2, the rough wire is drawn to a desired wire diameter (e.g., 0.5 mm to 3.0 mm) by a wire drawing process (first wire drawing process), and then the heat treatment process is performed to heat treat the metal wire under the above-mentioned conditions, and the wire is drawn to a desired wire diameter (e.g., 0.1 mm or less) by a wire drawing process (second wire drawing process). However, various modified examples are applicable. For example, the second wire drawing process may be divided into multiple wire drawing processes, and the metal wire may be drawn stepwise to the desired wire diameter by each step in the multiple wire drawing processes. In the second wire drawing process, the metal wire is drawn stepwise by multiple wire drawing processes, so that the above-mentioned hard metal wire (copper alloy wire 10) can be obtained more stably than when the second wire drawing process is composed of a single wire drawing process. In addition, when the second wiredrawing process is composed of multiple wiredrawing processes, the above-mentioned heat treatment process may be provided between the multiple wiredrawing processes as necessary. In addition, after the second wiredrawing process, heat treatment may be performed so that the metal wire maintains its hard state.

<合金組成と特性の評価>
次に、図1に示す銅合金線10が有する合金の組成と、特性との関係について、実験した結果を説明する。表1は、金属線が有する合金の組成と特性との関係を示す表である。
<Evaluation of alloy composition and properties>
Next, the results of an experiment will be described regarding the relationship between the alloy composition and characteristics of the copper alloy wire 10 shown in Fig. 1. Table 1 shows the relationship between the alloy composition and characteristics of the metal wire.

表1において、試料No.1~7は、上記した銅合金線10の条件に適合する実施例、試料No.8~14は、上記した銅合金線10の条件に適合しない比較例である。試料No.1~14のそれぞれは、図2を用いて説明した製造方法により製造した。また、表1において、引張強さの試験および伸びの試験に供した試料は、約80μmの線径になるように加工した金属線である。試料No.1~14で使用した銅合金線は、表1に示す含有量からなるインジウム(In)、すず(Sn)を含有し、残部が銅(Cu)および不可避的不純物からなる銅合金で構成される。また、引張速度は、20mm/minとし、伸びを測定する際の標点距離は100mmとした。引張強さは、最大点破断荷重値を試料の断面積で除した値とした。試料の断面積は、マイクロメータで1/1000mmまで測定した線径から真円の面積として算出した。伸びの値は、破断時の全伸び(伸び計の弾性伸びと塑性伸びとを合わせたもの)で,伸び計標点距離に対する百分率で表したものである。また、表1では記載を省略したが、試料No.1~14のそれぞれは、酸素が混入し難い環境下で調整され、各試料の銅合金に含まれる酸素は、0.002質量%以下である。 In Table 1, Samples No. 1 to 7 are examples that meet the conditions of the copper alloy wire 10 described above, and Samples No. 8 to 14 are comparative examples that do not meet the conditions of the copper alloy wire 10 described above. Each of Samples No. 1 to 14 was manufactured by the manufacturing method described using FIG. 2. In addition, in Table 1, the samples used in the tensile strength test and elongation test are metal wires processed to have a wire diameter of about 80 μm. The copper alloy wires used in Samples No. 1 to 14 are composed of copper alloys containing indium (In) and tin (Sn) with the contents shown in Table 1, and the balance being copper (Cu) and unavoidable impurities. In addition, the tensile speed was 20 mm/min, and the gauge length when measuring the elongation was 100 mm. The tensile strength was determined by dividing the maximum breaking load value by the cross-sectional area of the sample. The cross-sectional area of the sample was calculated as the area of a perfect circle from the wire diameter measured to 1/1000 mm with a micrometer. The elongation value is the total elongation at break (the combined elastic and plastic elongation of the extensometer) and is expressed as a percentage of the extensometer gauge length. Although not shown in Table 1, each of Samples No. 1 to 14 was prepared in an environment where oxygen was unlikely to be mixed in, and the oxygen content of the copper alloy of each sample was 0.002 mass% or less.

表1において、試料No.1、5、6、8、11および12を比較して判るように、インジウムの含有率が0.30質量%以上であれば、試料の引張強さを、800MPa以上、かつ、導電率を、80%IACS以上にすることができる。また、試料No.3、4、および10を比較して判るように、添加元素として錫が添加されていない場合、インジウムの含有率が0.45質量%以下であれば、試料の引張強さを、800MPa以上、かつ、導電率を、80%IACS以上にすることができる。 As can be seen by comparing samples No. 1, 5, 6, 8, 11, and 12 in Table 1, if the indium content is 0.30 mass% or more, the tensile strength of the sample can be 800 MPa or more and the electrical conductivity can be 80% IACS or more. Also, as can be seen by comparing samples No. 3, 4, and 10, if tin is not added as an additive element and the indium content is 0.45 mass% or less, the tensile strength of the sample can be 800 MPa or more and the electrical conductivity can be 80% IACS or more.

また、表1において、試料No.5、8、9、および14を比較して判るように、銅合金にインジウムおよび錫を添加する場合、錫の含有率が、0.02質量%以上、かつ、0.1質量%未満であれば、試料の引張強さを、800MPa以上、かつ、導電率を、80%IACS以上にすることができる。ただし、試料No.7、13を比較して判るように、インジウムおよび錫の合計の含有率は、0.45質量%以下であることが好ましい。 In addition, as can be seen by comparing samples No. 5, 8, 9, and 14 in Table 1, when indium and tin are added to a copper alloy, if the tin content is 0.02 mass% or more and less than 0.1 mass%, the tensile strength of the sample can be 800 MPa or more and the electrical conductivity can be 80% IACS or more. However, as can be seen by comparing samples No. 7 and 13, it is preferable that the total content of indium and tin is 0.45 mass% or less.

<銅合金線の適用例>
次に、図1に示す銅合金線10の適用例について説明する。図3は、図1に示す銅合金線10を含むケーブルの断面図である。図4は、図3に示すケーブルが有する複数の電線のうちの1本の断面図である。
<Application examples of copper alloy wire>
Next, an application example of the copper alloy wire 10 shown in Fig. 1 will be described. Fig. 3 is a cross-sectional view of a cable including the copper alloy wire 10 shown in Fig. 1. Fig. 4 is a cross-sectional view of one of the multiple electric wires included in the cable shown in Fig. 3.

図3に示すケーブル60は、複数の電線(芯線)70と、複数の電線70の周囲を一括して被覆するシース61と、を有する。ケーブル60は、例えば、携帯型電子装置あるいは産業用ロボット等で用いられるケーブルである。ケーブル60の外径は、例えば約4.8mmである。ケーブル60は、複数の電線70を備えており、複数の電線70のそれぞれの外径は小さい。例えば、図3および図4に示す例では、電線70の外径は、例えば約0.86mm(860μm)である。 The cable 60 shown in FIG. 3 has multiple electric wires (core wires) 70 and a sheath 61 that covers the multiple electric wires 70 together. The cable 60 is a cable used in, for example, portable electronic devices or industrial robots. The outer diameter of the cable 60 is, for example, about 4.8 mm. The cable 60 has multiple electric wires 70, and each of the multiple electric wires 70 has a small outer diameter. For example, in the example shown in FIG. 3 and FIG. 4, the outer diameter of the electric wire 70 is, for example, about 0.86 mm (860 μm).

図4に示すように、電線70は、互いに撚り合わされた複数の銅合金線10から成る中心導体71と、中心導体71を被覆する絶縁体72と、を有する。中心導体71を構成する複数の銅合金線10のそれぞれは、図1を用いて説明した銅合金11からなる。この銅合金線10を構成する銅合金11は、0.3質量%以上0.45質量%以下のインジウム、およびインジウムとの合計の含有率が0.45質量%以下である錫を含有している。複数の銅合金線10のそれぞれの線径は、例えば0.08mm(80μm)である。 As shown in FIG. 4, the electric wire 70 has a central conductor 71 made of multiple copper alloy wires 10 twisted together, and an insulator 72 covering the central conductor 71. Each of the multiple copper alloy wires 10 constituting the central conductor 71 is made of the copper alloy 11 described with reference to FIG. 1. The copper alloy 11 constituting this copper alloy wire 10 contains 0.3 mass % or more and 0.45 mass % or less of indium, and tin whose total content with indium is 0.45 mass % or less. The wire diameter of each of the multiple copper alloy wires 10 is, for example, 0.08 mm (80 μm).

このように、複数の銅合金線10を用いた電線70およびこれを用いたケーブル60は、携帯型電子機器内での電気信号、あるいは電源の伝送特性を向上させることができる。あるいは、極細線である多数の銅合金線10を用いた電線70およびこれを用いたケーブル60は、線径を細くすることができるので、携帯型電子機器の筐体のサイズを小型化することや産業ロボット等を小型化することができる。 In this way, the electric wire 70 using multiple copper alloy wires 10 and the cable 60 using the same can improve the transmission characteristics of electrical signals or power sources within portable electronic devices. Alternatively, the electric wire 70 using multiple copper alloy wires 10, which are extremely fine wires, and the cable 60 using the same can have a small wire diameter, making it possible to reduce the size of the housing of portable electronic devices and to miniaturize industrial robots, etc.

なお、図4では、電線70を例示的に示したが、図1に示す銅合金線10が適用された電線には種々の変形例がある。例えば、1本の銅合金線10から成る導体と、導体の周囲を被覆する絶縁体と、から成る電線に適用できる。また、図3および図4では、電線70の中心導体71として複数の銅合金線10を撚り合わせしたもので例示したが、これに限定されず、後述するめっき線から成る中心導体71としてもよい。 In FIG. 4, the electric wire 70 is shown as an example, but there are various modified examples of the electric wire to which the copper alloy wire 10 shown in FIG. 1 is applied. For example, it can be applied to an electric wire consisting of a conductor made of one copper alloy wire 10 and an insulator that covers the conductor. In addition, in FIG. 3 and FIG. 4, the central conductor 71 of the electric wire 70 is shown as being made of a plurality of twisted copper alloy wires 10, but this is not limited thereto, and the central conductor 71 may be made of a plated wire, which will be described later.

<めっき線>
めっき線は、図1に示す銅合金線10の周囲(外面)にめっき層を有するもので構成される。そして、めっき線は、引張強さが750MPa以上、導電率が78%IACS以上、伸びが3%以下である。すなわち、めっき線は、図1に示す銅合金線10の周囲にめっき層が設けられた状態において、引張強さが750MPa以上(好ましくは、750MPa以上900MPa以下)、導電率が78%IACS以上(好ましくは、78%IACS以上85%IACS以下)、伸びが3%以下(好ましくは、0.5%以上3%以下)である。なお、めっき線30は、硬質の線材である。
<Plated wire>
The plated wire is configured with a plating layer around (on the outer surface of) the copper alloy wire 10 shown in Fig. 1. The plated wire has a tensile strength of 750 MPa or more, a conductivity of 78% IACS or more, and an elongation of 3% or less. That is, in a state where the plating layer is provided around the copper alloy wire 10 shown in Fig. 1, the plated wire has a tensile strength of 750 MPa or more (preferably, 750 MPa or more and 900 MPa or less), a conductivity of 78% IACS or more (preferably, 78% IACS or more and 85% IACS or less), and an elongation of 3% or less (preferably, 0.5% or more and 3% or less). The plated wire 30 is a hard wire.

銅合金線10は、上述したように、0.3質量%以上、かつ、0.45質量%以下のインジウム(In)を含有する銅合金からなる。特に、銅合金線10は、0.3質量%以上、かつ、0.45質量%以下のインジウム(In)を含有し、残部が銅(Cu)および不可避的不純物からなる銅合金で構成されることがよい。 As described above, the copper alloy wire 10 is made of a copper alloy containing 0.3 mass% or more and 0.45 mass% or less of indium (In). In particular, the copper alloy wire 10 is preferably made of a copper alloy containing 0.3 mass% or more and 0.45 mass% or less of indium (In), with the remainder being copper (Cu) and unavoidable impurities.

めっき層は、銅合金線10の周囲であって、銅合金線の外面に接触するように設けられている。めっき層の厚さは、例えば、0.1μm以上1.5μm以下である。めっき層は、例えば、すず(Sn)、銀(Ag)、ニッケル(Ni)などからなる。 The plating layer is provided around the copper alloy wire 10 so as to contact the outer surface of the copper alloy wire. The thickness of the plating layer is, for example, 0.1 μm or more and 1.5 μm or less. The plating layer is made of, for example, tin (Sn), silver (Ag), nickel (Ni), etc.

<めっき線の製造方法>
めっき線は、図2に示す銅合金線10の製造方法によって得られた銅合金線10に対して、めっき層を形成することで得られる。めっき層を形成する前の銅合金線10は、引張強さが800MPa以上、導電率が80%IACS以上である硬質の状態の金属線である。この銅合金線10を、所定の温度(例えば、250℃以上300℃以下)からなる溶融しためっき材(例えば、Sn)が貯留されためっき槽に浸漬させる。これにより、銅合金線10の外面全周にわたって溶融めっきを塗布する。その後、溶融めっきが塗布された状態の銅合金線10をめっきダイスに通すことにより、銅合金線10の表面に塗布された溶融めっきの厚さを調整し、所定の厚さを有するめっき層を形成する。特に、銅合金線10の表面に溶融めっきを塗布するときの条件としては、線速度100m/min以上で溶融めっきへの浸漬時間0.1秒以上1.0秒以下の条件で行うことがよい。このようにしてめっき層が形成されためっき線は、硬質の状態が維持されており、めっき線の伸びは0.5%以上3.0%以下である。なお、銅合金線10の表面に溶融めっきを塗布する前に、所定の温度(例えば、300℃以上500℃以下)で銅合金線10を熱処理してもよい。銅合金線10を熱処理するときの熱処理時間は、例えば、0.1秒以上1.0秒以下とし、銅合金線10が硬質の状態を維持したまま次工程の溶融めっきに浸漬されることがよい。また、この熱処理は、めっき層を形成する工程と同一の製造ラインで行ってもよいし、めっき層を形成する工程とは別の製造ラインで行ってもよい。
<Method of manufacturing plated wire>
The plated wire is obtained by forming a plating layer on the copper alloy wire 10 obtained by the manufacturing method of the copper alloy wire 10 shown in FIG. 2. The copper alloy wire 10 before forming the plating layer is a metal wire in a hard state having a tensile strength of 800 MPa or more and an electrical conductivity of 80% IACS or more. The copper alloy wire 10 is immersed in a plating tank in which a molten plating material (e.g., Sn) having a predetermined temperature (e.g., 250°C or more and 300°C or less) is stored. In this way, the hot-dip plating is applied to the entire outer surface of the copper alloy wire 10. Thereafter, the copper alloy wire 10 in a state in which the hot-dip plating is applied is passed through a plating die to adjust the thickness of the hot-dip plating applied to the surface of the copper alloy wire 10, and a plating layer having a predetermined thickness is formed. In particular, the conditions for applying the hot-dip plating to the surface of the copper alloy wire 10 are preferably a line speed of 100 m/min or more and an immersion time in the hot-dip plating of 0.1 seconds to 1.0 seconds. The plated wire on which the plating layer is formed in this manner maintains a hard state, and the elongation of the plated wire is 0.5% to 3.0%. Before applying hot-dip plating to the surface of the copper alloy wire 10, the copper alloy wire 10 may be heat-treated at a predetermined temperature (e.g., 300°C to 500°C). The heat treatment time when the copper alloy wire 10 is heat-treated is, for example, 0.1 seconds to 1.0 seconds, and the copper alloy wire 10 is immersed in the hot-dip plating of the next process while maintaining the hard state. This heat treatment may be performed in the same production line as the process of forming the plating layer, or may be performed in a production line different from the process of forming the plating layer.

<めっき線の特性>
次に、めっき線が有する特性について実験した結果を説明する。表2は、めっき線を構成する銅合金線の合金組成とめっき線の特性との関係を示す表である。
<Characteristics of plated wire>
Next, the results of an experiment on the characteristics of the plated wire will be described. Table 2 shows the relationship between the alloy composition of the copper alloy wire constituting the plated wire and the characteristics of the plated wire.

表2において、試料No.15~20は、上記しためっき線の条件に適合する実施例である。試料No.15~20のそれぞれは、図2を用いて説明した製造方法により製造した銅合金線の周囲にめっき層を形成したものである。具体的には、図2を用いて説明した製造方法によって製造した銅合金線を溶融したSn(温度:250℃以上300℃以下)が貯留されためっき槽に浸漬させ、その後溶融めっきが塗布された状態の銅合金線をめっきダイスに通すことにより、銅合金線の表面に塗布された溶融めっきの厚さを調整し、所定の厚さを有するめっき層を形成した。また、表2において、めっき線の引張強さの試験および伸びの試験に供した試料は、約80μm(試料No.15~17)、または約50μm(試料No.18~20)の線径になるように加工した銅合金線の周囲にめっき層(厚さ:約0.5μm)を設けたものである。試料No.15~20で使用した銅合金線は、表2に示す含有量からなるインジウム(In)、すず(Sn)を含有し、残部が銅(Cu)および不可避的不純物からなる銅合金で構成される。また、引張速度は、20mm/minとし、伸びを測定する際の標点距離は100mmとした。引張強さは、最大点破断荷重値を試料の断面積で除した値とした。試料の断面積は、マイクロメータで1/1000mmまで測定した線径から真円の面積として算出した。伸びの値は、破断時の全伸び(伸び計の弾性伸びと塑性伸びとを合わせたもの)で,伸び計標点距離に対する百分率で表したものである。また、表2では記載を省略したが、試料No.15~20のそれぞれは、酸素が混入し難い環境下で調整され、各試料の銅合金線に含まれる酸素は、0.002質量%以下である。 In Table 2, Samples No. 15 to 20 are examples that meet the above-mentioned conditions for plated wire. Each of Samples No. 15 to 20 is a copper alloy wire manufactured by the manufacturing method described with reference to FIG. 2, with a plating layer formed around it. Specifically, the copper alloy wire manufactured by the manufacturing method described with reference to FIG. 2 is immersed in a plating tank containing molten Sn (temperature: 250°C to 300°C), and then the copper alloy wire with the hot-dip coating applied thereto is passed through a plating die to adjust the thickness of the hot-dip coating applied to the surface of the copper alloy wire, thereby forming a plating layer having a predetermined thickness. In addition, in Table 2, the samples used in the tensile strength test and elongation test of plated wire are copper alloy wires processed to have a wire diameter of about 80 μm (Samples No. 15 to 17) or about 50 μm (Samples No. 18 to 20), with a plating layer (thickness: about 0.5 μm) formed around them. Sample No. The copper alloy wires used in Nos. 15 to 20 are composed of a copper alloy containing indium (In) and tin (Sn) with the contents shown in Table 2, with the remainder being copper (Cu) and unavoidable impurities. The tensile speed was 20 mm/min, and the gauge length when measuring the elongation was 100 mm. The tensile strength was determined by dividing the maximum breaking load value by the cross-sectional area of the sample. The cross-sectional area of the sample was calculated as the area of a perfect circle from the wire diameter measured to 1/1000 mm with a micrometer. The elongation value is the total elongation at break (the combination of the elastic elongation and plastic elongation of the extensometer) expressed as a percentage of the extensometer gauge length. Although not shown in Table 2, each of Samples Nos. 15 to 20 was prepared in an environment where oxygen was unlikely to be mixed in, and the oxygen contained in the copper alloy wire of each sample was 0.002 mass% or less.

表2において、試料No.15~20を比較して判るように、インジウムの含有率が0.30質量%以上であれば、試料の引張強さを、750MPa以上、かつ、導電率を、78%IACS以上にすることができる。また、試料No.15および16を比較して判るように、添加元素として錫が添加されている場合であっても、錫が添加されていない場合と同様に試料の引張強さを、750MPa以上、かつ、導電率を、78%IACS以上にすることができる。なお、銅合金線を構成する銅合金に含有するインジウムの含有率は、0.30質量%以上、かつ、0.45質量%以下であることが好ましい。また、銅合金線を構成する銅合金にインジウムおよび錫を添加する場合、錫の含有率が、0.02質量%以上、かつ、0.1質量%未満であれば、試料の引張強さを、750MPa以上、かつ、導電率を、78%IACS以上にすることができる。 As can be seen by comparing samples No. 15 to 20 in Table 2, if the indium content is 0.30 mass% or more, the tensile strength of the sample can be 750 MPa or more and the electrical conductivity can be 78% IACS or more. Also, as can be seen by comparing samples No. 15 and 16, even if tin is added as an added element, the tensile strength of the sample can be 750 MPa or more and the electrical conductivity can be 78% IACS or more, just like when tin is not added. The indium content of the copper alloy constituting the copper alloy wire is preferably 0.30 mass% or more and 0.45 mass% or less. Also, when indium and tin are added to the copper alloy constituting the copper alloy wire, if the tin content is 0.02 mass% or more and less than 0.1 mass%, the tensile strength of the sample can be 750 MPa or more and the electrical conductivity can be 78% IACS or more.

<めっき線の適用例>
めっき線は、上記したように、電線やケーブルを構成する中心導体として適用することができる。具体的には、互いに撚り合わされた複数のめっき線から成る中心導体と、中心導体を被覆する絶縁体と、を有する電線である。また、この電線の周囲にシールド層やシースを設けたケーブルとしてもよい。
<Application examples of plated wire>
As described above, the plated wire can be used as a central conductor for constituting an electric wire or cable. Specifically, the electric wire has a central conductor made of a plurality of plated wires twisted together and an insulator covering the central conductor. In addition, the electric wire may be provided with a shield layer or sheath around it to form a cable.

本発明は前記実施の形態および実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiments and examples, and various modifications are possible without departing from the spirit of the invention.

前記実施の形態は、以下の形態を含む。 The above embodiment includes the following:

[付記1]
(a)銅および銅以外の添加元素を含む原料を準備する工程と、
(b)前記原料を溶解させた後、鋳造することで荒引き線を形成する工程と、
(c)前記荒引き線を伸線加工して金属線とする工程と、
(d)前記(c)工程の後、伸線加工された前記金属線に熱処理を施す工程と、
(e)前記(d)工程の後、前記熱処理を施された前記金属線を更に伸線加工し、0.1mm以下になるまで引き延ばす工程と、
を含み、
前記荒引き線は、銅合金によって構成され、0.3質量%以上、かつ、0.45質量%以下のインジウム、および前記インジウムとの合計の含有率が0.45質量%以下である錫を含有する、銅合金線の製造方法。
[Appendix 1]
(a) preparing a raw material containing copper and an additive element other than copper;
(b) melting the raw material and then casting it to form a wire rod;
(c) drawing the wire into a metal wire;
(d) after the step (c), a step of subjecting the drawn metal wire to a heat treatment;
(e) after the step (d), further drawing the heat-treated metal wire to elongate it to 0.1 mm or less;
Including,
The roughly drawn wire is made of a copper alloy and contains 0.3 mass% or more and 0.45 mass% or less of indium, and tin whose total content with the indium is 0.45 mass% or less.

[付記2]
付記1において、
前記銅合金は、0.02質量%以上、かつ、0.1質量%未満の錫を含有する、銅合金線の製造方法。
[Appendix 2]
In Appendix 1,
The copper alloy contains 0.02 mass% or more and less than 0.1 mass% tin.

[付記3]
付記1または2において、
前記(d)工程では、
前記(c)工程後の伸線加工された前記金属線の引張強さをA、前記(d)工程後の熱処理を施された前記金属線の引張強さをB、引張強さの比をC=B/Aとすると、Cの値が0.5以上0.8以下になるように熱処理が行われ、
前記(c)工程後の伸線加工された前記金属線の伸びをD、前記(d)工程後の熱処理を施された前記金属線の引張強さをE、伸びの比F=E/Dとすると、Fの値が10以上50以下になるように熱処理が行われる、銅合金線の製造方法。
[Appendix 3]
In Appendix 1 or 2,
In the step (d),
The heat treatment is performed so that the value of C is 0.5 or more and 0.8 or less, where A is the tensile strength of the metal wire that has been drawn after the step (c), B is the tensile strength of the metal wire that has been subjected to the heat treatment after the step (d), and C is the tensile strength ratio of B/A.
a tensile strength of the metal wire that has been subjected to the heat treatment after the step (d) is E, and an elongation ratio F=E/D is set to be 10 or more and 50 or less.

[付記4]
付記3において、前記(d)工程では、前記(d)工程で熱処理を施した直後の前記金属線の導電率が、86%IACS以上になるように熱処理を行う、銅合金線の製造方法。
[Appendix 4]
In Appendix 3, in the (d) step, a heat treatment is performed so that the electrical conductivity of the metal wire immediately after the heat treatment in the (d) step is 86% IACS or more.

本発明は、小型電子機器(例えば、デジカメ、監視カメラ、パソコン、スマートフォン等)の内部配線用ケーブル(例えば、極細同軸ケーブルなど)、産業用ロボットや医療機器(例えば、胃カメラ、超音波診断装置等)に使用される耐屈曲ケーブル(例えば、内視鏡ケーブル、プローブケーブルなど)の導体に適用される銅合金線に利用可能である。 The present invention can be used for copper alloy wires that are used as conductors in internal wiring cables (e.g., ultra-fine coaxial cables) for small electronic devices (e.g., digital cameras, surveillance cameras, personal computers, smartphones, etc.) and in flexible cables (e.g., endoscope cables, probe cables, etc.) used in industrial robots and medical devices (e.g., gastroscopes, ultrasound diagnostic devices, etc.).

10 銅合金線
10D 線径
11 銅合金
60 ケーブル
61,74 シース(絶縁体)
70 電線(芯線、同軸ケーブル)
71 中心導体
72 絶縁体
73 外部導体
10 Copper alloy wire 10D Wire diameter 11 Copper alloy 60 Cable 61, 74 Sheath (insulator)
70 Electric wire (core wire, coaxial cable)
71 central conductor 72 insulator 73 outer conductor

Claims (5)

銅合金によって構成される銅合金線であって、
前記銅合金は、0.3質量%以上0.45質量%以下のインジウムと、0.02質量%以上0.1質量%未満の錫を含有し、前記インジウムおよび前記錫の合計の含有率が0.45質量%以下であり、残部が銅及び不可避的不純物から成る組成を有し、
引張強さが、800MPa以上であり、
導電率は、80%IACS以上である、銅合金線。
A copper alloy wire made of a copper alloy,
The copper alloy contains 0.3 mass% or more and 0.45 mass% or less of indium and 0.02 mass% or more and less than 0.1 mass% of tin, the total content of the indium and the tin being 0.45 mass% or less, and the balance being copper and unavoidable impurities ;
The tensile strength is 800 MPa or more,
A copper alloy wire having a conductivity of 80% IACS or more.
銅合金線から成る導体と、
前記導体の周囲を被覆する絶縁体と、を備え、
前記銅合金線は、0.3質量%以上0.45質量%以下のインジウムと、0.02質量%以上0.1質量%未満の錫を含有し、前記インジウムおよび前記錫の合計の含有率が0.45質量%以下であり、残部が銅及び不可避的不純物から成る組成を有する銅合金によって構成され、
前記銅合金線の引張強さが、800MPa以上であり、
前記銅合金線の導電率が、80%IACS以上である、電線。
A conductor made of a copper alloy wire;
and an insulator covering the conductor.
The copper alloy wire is made of a copper alloy having a composition containing 0.3 mass% or more and 0.45 mass% or less of indium and 0.02 mass% or more and less than 0.1 mass% of tin, a total content of the indium and the tin being 0.45 mass% or less, and the remainder being copper and unavoidable impurities ;
The copper alloy wire has a tensile strength of 800 MPa or more,
The electrical conductivity of the copper alloy wire is 80% IACS or more.
請求項に記載の電線において、
前記導体は、複数本の前記銅合金線を撚り合わせしたものから成る、電線。
The electric wire according to claim 2 ,
The conductor is an electric wire formed by twisting together a plurality of the copper alloy wires.
銅合金線から成る導体、および前記導体の周囲を被覆する絶縁体を備えた複数本の芯線と、
前記複数本の芯線の周囲を一括して被覆するシースと、
を有するケーブルであって、
前記銅合金線は、0.3質量%以上0.45質量%以下のインジウムと、0.02質量%以上0.1質量%未満の錫を含有し、前記インジウムおよび前記錫の合計の含有率が0.45質量%以下であり、残部が銅及び不可避的不純物から成る組成を有する銅合金によって構成され、
前記銅合金線の引張強さが、800MPa以上であり、
前記銅合金線の導電率が、80%IACS以上である、ケーブル。
A plurality of core wires each including a conductor made of a copper alloy wire and an insulator covering the conductor;
a sheath that collectively covers the plurality of core wires;
A cable having
The copper alloy wire is made of a copper alloy having a composition containing 0.3 mass% or more and 0.45 mass% or less of indium and 0.02 mass% or more and less than 0.1 mass% of tin, a total content of the indium and the tin being 0.45 mass% or less, and the remainder being copper and unavoidable impurities ;
The copper alloy wire has a tensile strength of 800 MPa or more,
A cable, wherein the electrical conductivity of the copper alloy wire is 80% IACS or more.
銅合金線と、前記銅合金線の周囲に設けられためっき層と、を備え、
前記銅合金線は、0.3質量%以上0.45質量%以下のインジウムと、0.02質量%以上0.1質量%未満の錫を含有し、前記インジウムおよび前記錫の合計の含有率が0.45質量%以下であり、残部が銅及び不可避的不純物から成る組成を有する銅合金によって構成され、
引張強さが750MPa以上、導電率が78%IACS以上、伸びが3%以下である、めっき線。
A copper alloy wire and a plating layer provided around the copper alloy wire,
The copper alloy wire is made of a copper alloy having a composition containing 0.3 mass% or more and 0.45 mass% or less of indium and 0.02 mass% or more and less than 0.1 mass% of tin, a total content of the indium and the tin being 0.45 mass% or less, and the remainder being copper and unavoidable impurities ;
A plated wire having a tensile strength of 750 MPa or more, a conductivity of 78% IACS or more, and an elongation of 3% or less.
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