專利名稱：軟質(zhì)低濃度銅合金材料的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具備高導(dǎo)電性并且即使為軟質(zhì)材也具有高抗拉強(qiáng)度和伸長率的新的軟質(zhì)低濃度銅合金材料的制造方法。
背景技術(shù)：
近年來的科學(xué)技術(shù)中，作為動(dòng)カ源的電カ、電信號(hào)等所有部分都使用了電，為了輸送電而在電纜、引線、電子零件的領(lǐng)域等中使用了接合線等導(dǎo)線。而且，作為該導(dǎo)線所使用的原材料，使用了銅、銀、金等導(dǎo)電率較高的金屬，特別是，從成本方面等考慮，多數(shù)使用了銅線。 在全部銅中，根據(jù)其分子的排列等進(jìn)行大體分類，可分為硬質(zhì)銅和軟質(zhì)銅。進(jìn)而根據(jù)利用目的而使用具有所期望性質(zhì)的種類的銅。在電子零件用引線中，多數(shù)使用了硬質(zhì)銅線，但由于例如醫(yī)療設(shè)備、產(chǎn)業(yè)用遙控設(shè)備、筆記本型個(gè)人電腦等電子設(shè)備等所用的電纜在反復(fù)負(fù)荷組合了苛刻的彎曲、扭曲、拉伸等而成的外力的環(huán)境下使用，因此硬直的硬質(zhì)銅線是不合格的，使用軟質(zhì)銅線。對(duì)于這樣的用途中所使用的導(dǎo)線，要求導(dǎo)電性良好(高導(dǎo)電率)并且抗拉強(qiáng)度、イ申長率、彎曲特性良好，而且硬度小這樣的相反特性，到目前為止，維持高導(dǎo)電性、抗拉強(qiáng)度和伸長率的銅材料的開發(fā)進(jìn)展。例如，專利文獻(xiàn)I的發(fā)明為涉及抗拉強(qiáng)度、伸長率和導(dǎo)電率良好的耐彎曲電纜用導(dǎo)體的發(fā)明，特別地記載了將使純度99. 99質(zhì)量％以上的無氧銅以0. 05 0. 70質(zhì)量％的濃度范圍含有純度99. 99質(zhì)量％以上的銦、以0. 0001 0. 003質(zhì)量％的濃度范圍含有純度99. 9質(zhì)量％以上的P而成的銅合金形成線材的耐彎曲電纜用導(dǎo)體。此外，專利文獻(xiàn)2的發(fā)明中記載了，銦為0. I I. 0質(zhì)量％、硼為0. 01 0. I質(zhì)量％、其余部分為銅的耐彎曲性銅合金線。專利文獻(xiàn)3中，提出了作為接合線用途，除了抗拉強(qiáng)度和伸長率良好以外使原材料狀態(tài)下的硬度小的導(dǎo)體等，記載了通過調(diào)整99. 999質(zhì)量％以上的高純度銅中的雜質(zhì)量，從而兼具高抗拉強(qiáng)度和伸長率以及柔軟性的導(dǎo)體?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I :日本特開2002-363668號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 :日本特開平9-256084號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3 :日本特開昭61-224443號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的課題然而，專利文獻(xiàn)I的發(fā)明嚴(yán)格地說是涉及作為添加元素的In的含量多的硬質(zhì)銅線的發(fā)明，并未對(duì)抗拉強(qiáng)度和伸長率優(yōu)異的軟質(zhì)銅線進(jìn)行研究。此外，由于作為添加元素的In的含量多，因此導(dǎo)電性降低。此外，專利文獻(xiàn)2的發(fā)明雖然為涉及軟質(zhì)銅線的發(fā)明，但與專利文獻(xiàn)I的發(fā)明同樣地，由于添加元素的添加量多，因此導(dǎo)電性降低。另ー方面，認(rèn)為通過選擇無氧銅(OFC)等高導(dǎo)電性銅材作為成為原料的銅材料來確保高導(dǎo)電性。然而，在將該無氧銅(OFC)作為原料，為了維持導(dǎo)電性而不添加其它元素來使用的情況下，考慮通過提高銅線坯的加工度進(jìn)行拉絲而使無氧銅線內(nèi)部的晶體組織變細(xì)，從而兼有高抗拉強(qiáng)度和伸長率，雖然由于由拉絲加工產(chǎn)生的加工硬化而適于作為硬質(zhì)線材的用途，但有不能適用于軟質(zhì)線材這樣的問題。專利文獻(xiàn)3的發(fā)明由于以99. 999質(zhì)量％以上的高純度銅作為基礎(chǔ)，因此預(yù)測導(dǎo)電率高，但銅的高純度化需要區(qū)域熔融法、真空束熔解法等特殊的制法，因此制造エ序變復(fù)雜’并且不得不成為高成本的材料。 本發(fā)明的目的是提供具備高導(dǎo)電性并且即使為軟質(zhì)材也具有高抗拉強(qiáng)度和伸長率、制造エ序簡單且價(jià)格低的軟質(zhì)低濃度銅合金材料的制造方法。用于解決課題的方法本發(fā)明是對(duì)包含選自由Ti、Mg、Zr、Nb、Ca、V、Ni、Mn和Cr所組成的組中的添加元素且其余部分為銅和不可避免的雜質(zhì)的軟質(zhì)低濃度銅合金實(shí)施塑性加工，接著實(shí)施退火處理的軟質(zhì)低濃度銅合金材料的制造方法，其特征在干，進(jìn)行上述退火處理之前的上述塑性加工中的加工度為50%以上。本發(fā)明的軟質(zhì)低濃度銅合金材料的制造方法中，優(yōu)選在溫度250°C 800°C和時(shí)間0. 6秒 10. 0秒的范圍內(nèi)通過管狀爐中，同時(shí)連續(xù)地進(jìn)行上述退火處理；在通電電壓2IV 35V和移動(dòng)速度IOOm/分鐘 600m/分鐘的范圍內(nèi)通過通電退火爐進(jìn)行上述退火處理；在溫度150°C 700°C和3小時(shí)以下的范圍內(nèi)通過分批處理進(jìn)行上述退火處理，另外，上述軟質(zhì)低濃度銅合金優(yōu)選包含2 12質(zhì)量ppm的硫、超過2質(zhì)量ppm且30質(zhì)量ppm以下的氧、和4 55質(zhì)量ppm的作為上述添加元素的Ti。本發(fā)明的軟質(zhì)低濃度銅合金材料優(yōu)選使用作為滿足導(dǎo)電率98%IACS(萬國標(biāo)準(zhǔn)軟銅(International Anneld Copper Standard)電阻率 I. 7241 X ICT8 Qm 設(shè)為 100% 的導(dǎo)電率)、100%IACS、以及102%IACS的軟質(zhì)型銅材的軟質(zhì)低濃度銅合金材料來構(gòu)成。此外，次要地，優(yōu)選使用表面損傷少、制造范圍寬、能夠穩(wěn)定生產(chǎn)的SCR連續(xù)鑄造軋制設(shè)備，另外，優(yōu)選使用對(duì)盤條的加工度90% (例如小8mm—小2. 6mm)下的軟化溫度為148°C以下的材料來構(gòu)成。為了在冷拉絲加工后獲得滿足軟化溫度和導(dǎo)電率的銅盤條，優(yōu)選通過以下的(a)和(b)使銅中的硫進(jìn)行結(jié)晶和析出。(a)優(yōu)選將原材料的氧濃度增加至超過2質(zhì)量ppm的量，添加鈦。由此，認(rèn)為首先在熔銅中形成了 TiS和鈦氧化物(TiO2)、Ti-O-S粒子。(b)其次，優(yōu)選通過使熱軋溫度為與通常的銅的制造條件950 600°C相比更低設(shè)定的880 550°C，在銅中導(dǎo)入位錯(cuò)，S易于析出。由此使S在位錯(cuò)上析出或?qū)⑩伒难趸?TiO2)作為核使S析出，作為其一例，與熔銅同樣地形成Ti-O-S粒子等。(I)關(guān)于添加元素作為添加元素，選擇選自由Ti、Mg、Zr、Nb、Ca、V、Ni、Mn和Cr所組成的組中的元素的理由是，這些元素為易于與其它元素結(jié)合的活性元素，特別是易于與硫(S)結(jié)合，因此可以捕集S，可以將基體的銅母材高純度化，使原材料的硬度降低。此外，通過捕集S，還可獲得可以實(shí)現(xiàn)高導(dǎo)電性這樣的效果。包含I種或2種以上添加元素。此外，合金中也可以含有不會(huì)對(duì)合金的性質(zhì)帶來不良影響的其它元素和雜質(zhì)。作為添加元素，Ti、Ca、V、Ni、Mn和Cr的I種或2種以上的合計(jì)含量為4 55質(zhì)量ppm,更優(yōu)選為10 20質(zhì)量ppm, Mg的含量為2 30質(zhì)量ppm,更優(yōu)選為5 10質(zhì)量ppm, Zr、Nb的含量為8 100質(zhì)量ppm,更優(yōu)選為20 40質(zhì)量ppm。此外,在后述的優(yōu)選實(shí)施方式中，氧含量超過2質(zhì)量ppm且30質(zhì)量ppm以下是良好的，更優(yōu)選為5 15質(zhì)量ppm，可以根據(jù)添加元素的添加量和硫的含量，在具備合金的性質(zhì)的范圍內(nèi)，包含超過2質(zhì)量ppm且為400質(zhì)量ppm以下。
硫的含量為3 12質(zhì)量ppm,更優(yōu)選為3 8質(zhì)量ppm。在獲得導(dǎo)電率為98%IACS以上的軟質(zhì)銅合金材料的情況下，以在包含不可避免的雜質(zhì)的純銅(基礎(chǔ)原材料)中包含3 12質(zhì)量ppm的硫、超過2質(zhì)量ppm且30質(zhì)量ppm以下的氧和4 55質(zhì)量ppm的Ti的軟質(zhì)低濃度銅合金材料來制造盤條(線還)。由于含有超過2質(zhì)量ppm且30質(zhì)量ppm以下的氧，因此在該實(shí)施方式中，將所謂低氧銅(LOC)作為對(duì)象。這里，在獲得導(dǎo)電率為100%IACS以上的軟質(zhì)銅合金材料的情況下，優(yōu)選以在包含不可避免的雜質(zhì)的純銅中包含2 12質(zhì)量ppm的硫、超過2質(zhì)量ppm且30質(zhì)量ppm以下的氧和4 37質(zhì)量ppm的Ti的軟質(zhì)低濃度銅合金材料來制成盤條。此外，在獲得導(dǎo)電率為102%IACS以上的軟質(zhì)銅合金材料的情況下，優(yōu)選以在包含不可避免的雜質(zhì)的純銅中包含3 12質(zhì)量ppm的硫、超過2質(zhì)量ppm且30質(zhì)量ppm以下的氧和4 25質(zhì)量ppm的Ti的軟質(zhì)低濃度銅合金材料來制成盤條。通常，在純銅的エ業(yè)制造中，在制造電解銅時(shí)，硫進(jìn)入銅中，因此難以使硫?yàn)?質(zhì)量ppm以下。通用電解銅的硫濃度上限為12質(zhì)量ppm。如上所述，如果控制的氧少，則軟化溫度難以降低，因此優(yōu)選為超過2質(zhì)量ppm的量。此外，如果氧過多，則在熱軋エ序中，表面損傷易于出現(xiàn)，因此優(yōu)選為30質(zhì)量ppm以下。(2)關(guān)于分散的物質(zhì)期望分散粒子的尺寸小且大量分布。其理由是，由于作為硫的析出位點(diǎn)起作用，因此要求尺寸小、數(shù)目多。通常，硫和鈦以TiO、TiO2, TiS、Ti-O-S的形式形成化合物、或凝集物，其余的Ti和S以固溶體的形式存在。制成以TiO的尺寸為200nm以下、TiO2以IOOOnm以下、TiS以200nm以下、Ti-O-S以300nm以下分布在晶粒內(nèi)的軟質(zhì)低濃度銅合金材料。所謂“晶?！保侵搞~的晶體組織。但是，根據(jù)鑄造時(shí)的熔銅的保持時(shí)間、冷卻狀況，所形成的粒子尺寸改變，因此還需要進(jìn)行鑄造條件的設(shè)定。(3)關(guān)于連續(xù)鑄造軋制條件通過SCR連續(xù)鑄造軋制法(South Continuous Rod System),以鑄塊棒的加工度為90%(30mm) 99. 8%(5mm)制造盤條。作為一例，使用以加工度99. 3%制造小8mm盤條的方法。
(a)期望熔解爐內(nèi)的熔銅溫度為1100°C以上1320°C以下。如果熔銅的溫度高，則傾向于氣孔增多，發(fā)生損傷并且粒子尺寸増大，因此設(shè)為1320°C以下。設(shè)為1100°C以上是因?yàn)?，銅易于凝固，制造不穩(wěn)定，但期望鋳造溫度為盡量低的溫度。(b)期望熱軋溫度是，使最初的軋制輥的溫度為880°C以下，最終軋制輥的溫度為550°C以上。與通常的純銅制造條件不同，熔銅中的硫的結(jié)晶和熱軋中的硫的析出為本發(fā)明的課題，因此為了使作為其驅(qū)動(dòng)カ的固溶限更小，優(yōu)選使熔銅溫度和熱軋溫度為(a)、(b)。通常的熱軋溫度是，最初的軋制輥的溫度為950°C以下，最終軋制輥的溫度為600°C以上，但為了使固溶限更小，期望將最初的軋制輥的溫度設(shè)定為880°C以下，將最終軋制輥的溫度設(shè)定為550°C以上。在這樣的條件下，可以獲得直徑CtSmm尺寸的盤條的導(dǎo)電率優(yōu)選為98%IACS以·上、100%IACS、以及102%IACS以上，冷拉絲加工后的線材(例如，￠2. 6mm)的軟化溫度為130°C 148 V的軟質(zhì)低濃度銅合金線或板狀材料。為了在エ業(yè)上使用，由電解銅制造的エ業(yè)上利用的純度的軟質(zhì)銅線中導(dǎo)電率需要為98%IACS以上，軟化溫度從其エ業(yè)價(jià)值考慮為148°C以下。在不添加Ti的情況下，為160 165°C。高純度銅(6N)的軟化溫度為127 130°C，因此由所得的數(shù)據(jù)將極限值設(shè)為130°C。與其略微不同的是，存在高純度銅^N)所沒有的不可避免的雜質(zhì)。導(dǎo)電率在無氧銅的水平下為101. 7%IACS左右，在高純度銅(6N)中為102. 8%IACS,因此期望為盡量接近于高純度銅^N)的導(dǎo)電率。基礎(chǔ)材的銅在豎爐中的熔解使銅氧化物混入、粒子尺寸増大，從而使品質(zhì)降低，因此優(yōu)選在其熔解后以成為還原狀態(tài)的槽的方式進(jìn)行控制，即在還原氣體(CO)氣氛下，控制低濃度合金的構(gòu)成元素的硫濃度、Ti濃度、氧濃度進(jìn)行鑄造，穩(wěn)定地制造軋制的盤條的方法。如上所述，通過本發(fā)明的制造方法制造的軟質(zhì)低濃度銅合金材料能夠獲得導(dǎo)電率、軟化溫度、表面品質(zhì)優(yōu)異的實(shí)用性軟質(zhì)低濃度銅合金材料，可以作為熔融焊料鍍敷材(線、板、箔)、漆包線、軟質(zhì)純銅、高導(dǎo)電率銅、柔軟銅線使用，并且可以降低退火時(shí)的能量，因此可獲得聞生廣性。此外，通過本發(fā)明的制造方法制造的軟質(zhì)低濃度銅合金材料可以在其表面形成鍍層。作為鍍層，能夠應(yīng)用例如，以錫、鎳、銀、鋅、鈀為主成分的鍍層，可以使用所謂無Pb鍍層。此外，通過本發(fā)明的制造方法制造的軟質(zhì)低濃度銅合金材料還能夠作為通過制成線而將其多根捻合而成的軟質(zhì)低濃度銅合金捻線使用。此外，通過本發(fā)明的制造方法制造的軟質(zhì)低濃度銅合金材料還可以作為通過制成線或捻線而在它們的周圍設(shè)置有絕緣層的電纜使用。此外，通過本發(fā)明的制造方法制造的軟質(zhì)低濃度銅合金材料還可以作為通過制成線而多根捻合作為中心導(dǎo)體，在中心導(dǎo)體的外周形成有絕緣體被覆，在絕緣體被覆的外周配置有由銅或銅合金構(gòu)成的外部導(dǎo)體，在其外周設(shè)置有夾套(jacket)層的同軸電纜使用。此外，還可以作為將該同軸電纜的多根配置在屏蔽層內(nèi)，在上述屏蔽層的外周設(shè)置有護(hù)套(sheath)的復(fù)合電纜使用。
此外，通過本發(fā)明的制造方法制造的軟質(zhì)低濃度銅合金材料的用途可以適合于散熱板等中使用的銅板、引線框中使用的異形條銅材、布線基板中使用的銅箔等廣泛的用途。關(guān)于本發(fā)明的軟質(zhì)低濃度銅合金材料的用途，可舉出用作例如，面向民用太陽能電池的布線材、馬達(dá)用漆包線用導(dǎo)體、在200°C至700°C使用的高溫用軟質(zhì)銅材料、電源電纜用導(dǎo)體、信號(hào)線用導(dǎo)體、不需要退火的熔融焊料鍍敷材、FPC用的布線用導(dǎo)體、熱傳導(dǎo)優(yōu)異的銅材料、高純度銅替代材料，響應(yīng)這些廣泛的需求。此外，形狀沒有特別的限定，可以為斷面圓形的導(dǎo)體，可以為棒狀的導(dǎo)體，可以為扁平導(dǎo)體。此外，作為本發(fā)明的軟質(zhì)低濃度銅合金材料的制造方法，以通過SCR連續(xù)鑄造軋制法制作盤條，利用熱軋來制作軟質(zhì)材的例子進(jìn)行說明，但也可以通過雙輥式連續(xù)鑄造軋制法或Properzi式連續(xù)鑄造軋制法進(jìn)行制造。(4)關(guān)于軟質(zhì)低濃度銅合金材料的加工度和退火方法為了獲得所期望的晶體組織，本發(fā)明的軟質(zhì)低濃度銅合金材料的制造方法中，使進(jìn)行退火的熱處理之前的塑性加工中的加工度為50%以上。這里所謂加工度，可以如下定義。加工度(%)=[拉絲前(軟質(zhì)材)的截面積ー拉絲加工后的截面積]X 100/ [拉絲前(軟質(zhì)材)的截面積]作為其理由，在將加工度小于50%的材料進(jìn)行退火的情況下，在再結(jié)晶的過程中，用于產(chǎn)生多個(gè)晶體的核的應(yīng)變能不充分，僅存在少數(shù)的晶體的核，在晶體的生長時(shí)易于形成粗大的晶體。更優(yōu)選的加工度為80 99. 8%。本發(fā)明的軟質(zhì)低濃度銅合金材料的制造方法中，在多段中進(jìn)行軟質(zhì)低濃度銅合金的冷拉絲加工，其加工的每次加工度都為50%以上，該加工后每次都進(jìn)行退火處理。通過本發(fā)明的制造方法獲得的軟質(zhì)低濃度銅合金材料優(yōu)選晶體組織從其表面向內(nèi)部直至線徑或板厚的20%的深度為止的平均晶粒尺寸為20 y m以下。作為用于使用實(shí)施了塑性加工的材料來獲得所期望的晶體組織的退火方法，在直 徑小于Imm的線形狀時(shí)，可以應(yīng)用在溫度250°C 550°C和時(shí)間0. 6秒 5. 0秒的范圍內(nèi)通過管狀爐中的連續(xù)退火。作為其理由，在溫度小于250°C、或時(shí)間短于0. 6秒的情況下，材料中依然存在加工組織，伸長率的值小。相反地，在溫度超過550°C或時(shí)間長于5. 0秒的情況下，有可能晶粒粗大化而不能獲得所期望的晶體組織或伸長率，或有可能過剩地軟質(zhì)化的導(dǎo)體由于卷繞時(shí)的張カ而變形。另外，在直徑Imm以上的線形狀時(shí)，可以應(yīng)用在溫度300°C 800°C和時(shí)間I. 0秒 10.0秒的范圍內(nèi)通過管狀爐中的連續(xù)退火。作為其它退火方法，在直徑小于Imm的線形狀時(shí)，可以在溫度150°C 550°C和3小時(shí)以下的范圍內(nèi)應(yīng)用分批式退火。作為分批式退火的特征，通過使用大容量的退火爐，從而能夠以一次退火作業(yè)進(jìn)行大量的處理，對(duì)于每單位長度的體積小的細(xì)尺寸導(dǎo)體的退火是有效的。作為選擇本退火條件的理由，與上述同樣是因?yàn)?，在溫度小?50°C的情況下，軟質(zhì)化不充分，伸長率的值降低。相反地，在溫度超過550°C或時(shí)間長于3小時(shí)的情況下，有可能晶粒粗大化而不能獲得所期望的晶體組織，或者有可能伸長率小或線彼此的粘著等不良狀況易于發(fā)生。另外，在直徑Imm以上的線形狀時(shí)，可以在溫度170°C 700°C和3小時(shí)以下的范圍內(nèi)應(yīng)用分批式退火。作為退火時(shí)間的下限值，為了獲得所期望的晶體組織，并且為了將材料軟質(zhì)化，期望為0. 5hr以上。作為其它退火方法，在直徑小于Imm的線形狀吋，還能夠在通電電壓21V 33V和移動(dòng)速度為300m/分鐘 600m/分鐘的 范圍內(nèi)利用通電退火爐進(jìn)行連續(xù)處理。通過通電退火爐進(jìn)行的退火能夠以快的制造速度進(jìn)行軟質(zhì)化，因此可以高效率制造，即，促進(jìn)低成本化。作為選擇本退火條件的理由，在通電電壓小于20V或移動(dòng)速度超過600m/分鐘的情況下，軟質(zhì)化不充分，伸長率的值降低。相反地，在通電電壓超過30V或移動(dòng)速度小于300m/分鐘的情況下，有可能晶粒粗大化而不能獲得所期望的晶體組織，或者有可能伸長小或由于過剩的熱能而使導(dǎo)體變形或斷線。另外，在直徑Imm以上的線形狀時(shí)，還能夠在通電電壓25V 35V和移動(dòng)速度為IOOm/分鐘 500m/分鐘的范圍內(nèi)利用通電退火爐進(jìn)行連續(xù)處理。另外，在這些退火中，為了防止銅合金材料的氧化，期望在氮?dú)饣驓鍤獾确腔钚詺怏w中進(jìn)行。(5)關(guān)于軟質(zhì)低濃度銅合金材料的晶體組織本發(fā)明的軟質(zhì)低濃度銅合金材料在表層包含晶體組織至少從線或板的表面向銅導(dǎo)體的內(nèi)部直至相對(duì)于線徑或板厚最大20%的深度為止的平均晶粒尺寸為20 y m以下的晶粒，其內(nèi)部的平均晶粒尺寸比上述表層的平均晶粒尺寸大。其原因是，由于晶體微細(xì)、特別是在表層存在微細(xì)的晶體，從而可以期待材料的抗拉強(qiáng)度、伸長率的提高。作為其理由，認(rèn)為是晶體粒徑為微細(xì)程度，由于拉伸變形而導(dǎo)入到晶界附近的局部應(yīng)變減小，促進(jìn)晶界應(yīng)カ集中的緩和，與此相伴，晶界應(yīng)力集中降低，抑制晶界斷裂。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明，可以提供具備高導(dǎo)電性并且即使為軟質(zhì)材也具有高抗拉強(qiáng)度和伸長率、制造エ序簡單且價(jià)格低的軟質(zhì)低濃度銅合金材料的軟質(zhì)低濃度銅合金材料的制造方法。


圖I為顯示實(shí)施材I和比較材I的退火溫度與伸長率的關(guān)系的圖。圖2為由在退火溫度500°C時(shí)的實(shí)施材I的徑向截面組織的照片得到的圖。圖3為由顯示在退火溫度700°C時(shí)的實(shí)施材I的徑向截面組織的照片得到的圖。圖4為由顯示比較材I的徑向截面組織的照片得到的圖。圖5為顯示彎曲疲勞試驗(yàn)的概略的圖。圖6為測定顯示比較材2和實(shí)施材2中的表面彎曲應(yīng)變與彎曲次數(shù)的關(guān)系的彎曲壽命的圖。圖7為由顯示實(shí)施材2的寬度方向的截面組織的照片得到的圖。圖8為由顯示比較材2的試樣的寬度方向的截面組織的照片得到的圖。圖9為測定顯示比較材3和實(shí)施材3中的表面彎曲應(yīng)變與彎曲次數(shù)的關(guān)系的彎曲壽命的圖。
圖10為由顯示實(shí)施材3的寬度方向的截面組織的照片得到的圖。圖11為由顯示比較材3的寬度方向的截面組織的照片得到的圖。圖12為顯示試樣的表層中的平均晶粒尺寸的測定方法的概略的圖。圖13為顯示實(shí)施材4和比較材4的抗拉強(qiáng)度與伸長率的關(guān)系的圖。圖14為顯示實(shí)施材4和比較材4的伸長率與硬度的關(guān)系的圖。圖15為顯示實(shí)施材4和比較材4的抗拉強(qiáng)度與硬度的關(guān)系的圖。圖16為由顯示實(shí)施材4的寬度方向的截面組織的照片得到的圖。
圖17為由顯示比較材4的寬度方向的截面組織的照片得到的圖。圖18為表層中的平均晶粒尺寸的測定方法的概要圖。
具體實(shí)施例方式以下，說明本發(fā)明的實(shí)施方式，但以下記載的實(shí)施方式不限定權(quán)利要求所涉及的發(fā)明。此外，應(yīng)當(dāng)注意，實(shí)施方式中所說明的特征的全部組合在用于解決本發(fā)明的課題的方法中不一定是必須的。實(shí)驗(yàn)例(本發(fā)明的軟質(zhì)低濃度銅合金材料的制造)作為實(shí)驗(yàn)材,制作在低氧銅(氧濃度7質(zhì)量ppm 8質(zhì)量ppm、硫濃度5質(zhì)量ppm)中具有鈦濃度13質(zhì)量ppm的小8mm的銅線(盤條，加工度99. 3%)。小8mm的銅線是通過SCR連續(xù)鑄造軋制實(shí)施熱軋加工而成的。關(guān)于Ti，使在豎爐中被熔解的銅熔液在還原氣體氣氛下在槽中流動(dòng)，將槽中流動(dòng)的銅熔液導(dǎo)入至相同還原氣體氣氛的鋳造釜中，在該鑄造釜中添加Ti后，使其通過噴嘴，利用鋳造輪與環(huán)形帶之間所形成的鑄模而制成鑄塊棒。將該鑄塊棒進(jìn)行熱軋加工而制成4>8mm的銅線。接著,對(duì)各實(shí)驗(yàn)材實(shí)施冷拉絲加工。由此,制作小2. 6mm尺寸的銅線(銅接合線，加工度89. 4%)。使用該4>2. 6mm尺寸的銅線,首先驗(yàn)證銅接合線中使用的原材料的特性。(軟質(zhì)低濃度銅合金材料的軟質(zhì)特性)表I為驗(yàn)證將使用了無氧銅線的比較材I和使用了在低氧銅中含有13質(zhì)量ppm的Ti的軟質(zhì)低濃度銅合金線的實(shí)施材I作為試樣，在不同退火溫度下實(shí)施了 I小時(shí)退火后的維氏硬度(Hv)的表。[表 I]
試樣 "I 20°C 「400°C600°C
實(shí)施材I _ 1205248
比較材I _ 1245356(單位Hv)如表I所示，退火溫度為400°C時(shí)比較材I與實(shí)施材I的維氏硬度(Hv)為同等水平，即使退火溫度為600°C也顯示同等的維氏硬度(Hv)。由此可知，本發(fā)明的軟質(zhì)低濃度銅合金線具有充分的軟質(zhì)特性，并且即使與無氧銅線相比，特別是在退火溫度超過400°C的區(qū)域也具備優(yōu)異的軟質(zhì)特性。[關(guān)于軟質(zhì)低濃度銅合金線的屈服強(qiáng)度和彎曲壽命]表2為驗(yàn)證使用了無氧銅線的比較材I和使用了在低氧銅中含有13質(zhì)量ppm的Ti的軟質(zhì)低濃度銅合金線的實(shí)施材I在不同退火溫度下實(shí)施了 I小時(shí)退火后的0. 2%屈服強(qiáng)度值的變化的表。另外，作為試樣，使用了 2. 6mm直徑的試樣。[表2]
權(quán)利要求
1.一種軟質(zhì)低濃度銅合金材料的制造方法，其特征在于，是對(duì)包含選自由Ti、Mg、Zr、Nb、Ca、V、Ni、Mn和Cr所組成的組中的添加元素且其余部分為銅的軟質(zhì)低濃度銅合金實(shí)施塑性加工，接著實(shí)施退火處理的軟質(zhì)低濃度銅合金材料的制造方法，進(jìn)行所述退火處理之前的所述塑性加工中的加工度為50%以上。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的軟質(zhì)低濃度銅合金材料的制造方法，其特征在于，所述軟質(zhì)低濃度銅合金材料為直徑小于I. Omm的線形狀，在溫度250°C 550°C和時(shí)間O. 6秒 5. O秒的范圍內(nèi)通過管狀爐中，從而連續(xù)地進(jìn)行所述退火處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的軟質(zhì)低濃度銅合金材料的制造方法，其特征在于，所述軟質(zhì)低濃度銅合金材料為直徑小于I. Omm的線形狀，在通電電壓21V 33V和移動(dòng)速度300m/分鐘 600m/分鐘的范圍內(nèi)利用通電退火爐連續(xù)地進(jìn)行所述退火處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的軟質(zhì)低濃度銅合金材料的制造方法，其特征在于，所述軟質(zhì)低濃度銅合金材料為直徑小于I. Omm的線形狀，在溫度150°C 550°C和3小時(shí)以下的范圍內(nèi)通過分批處理進(jìn)行所述退火處理。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的軟質(zhì)低濃度銅合金材料的制造方法，其特征在于，所述軟質(zhì)低濃度銅合金材料為直徑I. Omm以上的線形狀，在溫度300°C 800°C和時(shí)間I. O秒 10. O秒的范圍內(nèi)通過管狀爐中，從而連續(xù)地進(jìn)行所述退火處理。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的軟質(zhì)低濃度銅合金材料的制造方法，其特征在于，所述軟質(zhì)低濃度銅合金材料為直徑I. Omm以上的線形狀，在通電電壓25V 35V和移動(dòng)速度IOOm/分鐘 500m/分鐘的范圍內(nèi)利用通電退火爐連續(xù)地進(jìn)行所述退火處理。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的軟質(zhì)低濃度銅合金材料的制造方法，其特征在于，所述軟質(zhì)低濃度銅合金材料為直徑I. Omm以上的線形狀，在溫度170°C 700°C和3小時(shí)以下的范圍內(nèi)通過分批處理進(jìn)行所述退火處理。
8.根據(jù)權(quán)利要求I 7的任一項(xiàng)所述的軟質(zhì)低濃度銅合金材料的制造方法，其特征在于，所述軟質(zhì)低濃度銅合金包含2 12質(zhì)量ppm的硫、超過2質(zhì)量ppm且30質(zhì)量ppm以下的氧、和4 55質(zhì)量ppm的作為所述添加元素的Ti。
全文摘要
本發(fā)明的目的是提供具備高導(dǎo)電性并且即使為軟質(zhì)材也具有高抗拉強(qiáng)度和伸長率、制造工序簡單且價(jià)格低的軟質(zhì)低濃度銅合金材料的制造方法。本發(fā)明為對(duì)包含選自由Ti、Mg、Zr、Nb、Ca、V、Ni、Mn和Cr所組成的組中的添加元素且其余部分為銅的軟質(zhì)低濃度銅合金實(shí)施塑性加工，接著實(shí)施退火處理的軟質(zhì)低濃度銅合金材料的制造方法，在進(jìn)行上述退火處理之前的上述塑性加工中的加工度為50%以上。
文檔編號(hào)C22F1/08GK102953022SQ20121029082
公開日2013年3月6日 申請(qǐng)日期2012年8月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月17日
發(fā)明者佐川英之, 青山正義, 黑田洋光, 鷲見亨, 藤戶啟輔, 岡田良平, 增井信一 申請(qǐng)人:日立電線株式會(huì)社