本發(fā)明涉及銅合金材料及其制造方法。

背景技術(shù)：

作為構(gòu)成設(shè)備用電纜的導(dǎo)體、或用于對鐵道車輛供電的架空線的材料，使用了銅材料。對于該銅材料，不僅要求高的導(dǎo)電率，而且從彎曲特性、耐摩耗性的觀點(diǎn)考慮還要求高的機(jī)械強(qiáng)度。

因此，作為架空線等的銅材料，使用了例如在銅(Cu)中添加鎂(Mg)使其合金化了的銅合金材料。包含Mg的銅合金材料通過在Cu母相中固溶Mg而構(gòu)成從而被固溶強(qiáng)化，導(dǎo)電性以及機(jī)械強(qiáng)度優(yōu)異。

關(guān)于包含Mg的銅合金材料，例如，通過在使銅母材熔融而制成銅熔液后，在銅熔液中添加Mg使其熔融，鑄造包含Mg的銅合金熔液來制造。一般而言，關(guān)于銅合金材料，通過SCR(Southwire Continuous Rod System，南線連續(xù)桿系統(tǒng))方式等從鑄造到軋制連貫地連續(xù)進(jìn)行，從而制造為長形的線材。

在上述銅合金材料的制造中，Mg為易于氧化的金屬元素，因此存在以下那樣的問題。即，易于氧化的Mg在添加到銅熔液中時(shí)，由于銅熔液中混入的氧而被氧化，形成Mg氧化物(例如MgO)。Mg氧化物由于熔點(diǎn)比熔銅溫度高因此在銅熔液中不熔融而直接以固體殘存。即，添加的Mg的一部分在銅熔液中不熔融，而作為氧化物殘存。其結(jié)果是，在通過鑄造而獲得的銅合金材料中，在Cu母相中固溶的Mg的固溶量變得比制造時(shí)添加的Mg的添加量少，變得不能充分地獲得由Mg帶來的固溶強(qiáng)化。這樣，由于Mg一部分氧化而在銅熔液中不熔融，因此添加收率低，不易得到所希望的固溶強(qiáng)化。

因此，例如在專利文獻(xiàn)1中，作為抑制添加到銅熔液的Mg的氧化的方法，提出了在銅熔液中添加Mg之前將銅熔液脫氧的方法。具體而言，通過脫氧而將銅熔液所包含的氧的含量降低到10ppm以下之后添加Mg。由此，可以抑制 銅熔液中的Mg的氧化，并使其在銅熔液中熔融。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本專利第5515313號

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明所要解決的課題

然而，在專利文獻(xiàn)1的方法中，通過抑制Mg的氧化來改善Mg的添加收率，雖然可以制造機(jī)械強(qiáng)度和導(dǎo)電率優(yōu)異的銅合金材料，但是存在該銅合金材料在實(shí)施了熱軋等軋制加工時(shí)易于開裂這樣的問題。

本發(fā)明是鑒于上述課題而作出的，其目的是提供機(jī)械強(qiáng)度和導(dǎo)電率優(yōu)異，并且不易由于軋制加工而開裂的銅合金材料，以及抑制Mg的氧化而以良好的添加收率制造銅合金材料的銅合金材料的制造方法。

用于解決課題的手段

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方案，提供一種銅合金材料的制造方法，包括下述工序：

將包含30質(zhì)量ppm以下的氧的銅原料熔融而形成銅熔液的熔融工序；

在上述銅熔液中添加4質(zhì)量ppm以上且55質(zhì)量ppm以下的Ti的Ti添加工序；以及

在上述Ti添加工序之后添加100質(zhì)量ppm以上且7000質(zhì)量ppm以下的Mg的Mg添加工序。

根據(jù)本發(fā)明的其它方案，提供一種銅合金材料，按照如下的方式構(gòu)成：

O為30質(zhì)量ppm以下，Ti為4質(zhì)量ppm以上且55質(zhì)量ppm以下，Mg為100質(zhì)量ppm以上且7000質(zhì)量ppm以下，剩余部分由Cu和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成，在Cu母相中分散Ti氧化物并且固溶Mg。

發(fā)明的效果

根據(jù)本發(fā)明，可獲得機(jī)械強(qiáng)度和導(dǎo)電率優(yōu)異，并且不易由于軋制加工而開裂的銅合金材料。

附圖說明

圖1是表示本發(fā)明的一各實(shí)施方式涉及的銅合金材料的制造方法的工序 圖；

圖2是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式涉及的銅合金材料的制造方法中使用的連續(xù)鑄造軋制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

符號說明

1 鑄造材料

2 銅合金線

10 熔化爐

20 保持爐

30 Ti添加機(jī)構(gòu)

40 中間包

50 Mg添加機(jī)構(gòu)

60 帶輪式連續(xù)鑄造機(jī)

70 連續(xù)軋制裝置

80 卷取機(jī)

100 連續(xù)鑄造軋制裝置

具體實(shí)施方式

本發(fā)明人等對上述課題進(jìn)行了研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)基于以下理由，銅合金材料在軋制加工時(shí)變得易于開裂。即，在將銅熔液脫氧的方法中，雖然可以將存在于銅熔液的氧的含量降低至10質(zhì)量ppm以下而抑制Mg的氧化，但是不能完全地除去氧，因此添加的Mg的一部分氧化而形成Mg氧化物。Mg氧化物不僅熔點(diǎn)高而在銅熔液中不熔融，而且密度比Cu小因此漂浮在銅熔液的表面進(jìn)行凝集從而形成氧化物凝集體(熔渣)。該熔渣在被鑄造的銅合金材料中析出而作為異物混入。Mg的熔渣為高熔點(diǎn)且不易變形，因此對于存在熔渣的銅合金材料而言，在實(shí)施了熱軋時(shí)，以熔渣為起點(diǎn)而發(fā)生開裂。

如果這樣在銅熔液中存在少量氧，則添加了Mg時(shí)也會被氧化，因此本發(fā)明人等對代替脫氧的、抑制由存在于銅熔液的氧引起的Mg的氧化的方法進(jìn)行了研究。因此，首先，著眼于在銅熔液中添加了Mg以外的金屬元素后添加Mg的方法。根據(jù)該方法，使存在于銅熔液中的氧與Mg以外的金屬元素反應(yīng) 作為氧化物而析出，可以將存在于銅熔液中的氧的含量降低。然后，通過在氧的含量變少了的銅熔液中添加Mg，可以不使Mg氧化而使其熔融。

此外可知，作為添加到銅熔液中的金屬元素，如果是與Mg同樣地密度小的金屬元素，則易于形成熔渣，因此可使用密度比Mg大，不易漂浮在銅熔液的表面的鈦(Ti)。由于Ti與Mg同樣地易于與氧反應(yīng)因此可以使銅熔液中的氧的含量大幅降低，另一方面，由于Ti氧化物密度較大，可以不漂浮在銅熔液中而微細(xì)地分散，因此不形成損害銅合金材料的品質(zhì)那樣的熔渣。

因此，根據(jù)本發(fā)明，通過在銅熔液中添加Ti來使溶解于銅熔液的氧作為與Ti的氧化物而析出，然后再添加Mg，從而可以不使Mg的添加收率降低而使其在銅熔液中熔融，并且可以抑制Mg的熔渣的形成。本發(fā)明是基于上述認(rèn)識而完成的。

另外，在本說明書中，所謂存在于銅熔液的氧，表示在銅熔液中作為雜質(zhì)溶解、能夠與添加到銅熔液的Mg反應(yīng)的氧。

〔本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式〕

以下，使用附圖對本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式涉及的銅合金材料的制造方法進(jìn)行說明。圖1是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式涉及的銅合金材料的制造方法的工序圖。圖2是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式涉及的銅合金材料的制造方法中使用的連續(xù)鑄造軋制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

<連續(xù)鑄造軋制裝置>

首先，在說明銅合金材料的制造方法之前，對其制造方法中使用的連續(xù)鑄造軋制裝置進(jìn)行說明。如圖2所示，連續(xù)鑄造軋制裝置100具備：熔化爐10、保持爐20、Ti添加機(jī)構(gòu)30、中間包40、Mg添加機(jī)構(gòu)50、帶輪式連續(xù)鑄造機(jī)60、連續(xù)軋制裝置70、以及卷取機(jī)80。

熔化爐10用于將銅母材加熱使其熔融，生成銅熔液。熔化爐10具備爐主體(圖示省略)和在爐主體的下部設(shè)置的燃燒器(圖示省略)，將投入到爐主體的銅母材(例如電解銅等)用燃燒器加熱使其熔融，連續(xù)地生成銅熔液。

上流槽11用于將熔化爐10與保持爐20之間連接，將熔化爐10中生成的銅熔液輸送到下游側(cè)的保持爐20。

保持爐20用于將從上流槽11送來的銅熔液在規(guī)定的溫度儲存，將一定量的銅熔液送到下流槽21。保持爐20上連接有Ti添加機(jī)構(gòu)30，保持爐20構(gòu)成為通過連續(xù)地添加Ti而使保持爐20內(nèi)的銅熔液的Ti含量為規(guī)定的值。

下流槽21用于將保持爐20與中間包40之間連接，將來自保持爐20的銅熔液輸送到下游側(cè)的中間包40。

中間包40是為了向帶輪式連續(xù)鑄造機(jī)60連續(xù)地供給銅熔液而設(shè)置的儲存槽。中間包40上連接有Mg添加機(jī)構(gòu)50，中間包40構(gòu)成為通過連續(xù)地添加Mg而使中間包40內(nèi)的銅熔液的Mg成為規(guī)定的值。在該中間包40的銅熔液的流動方向終端側(cè)設(shè)置有注液噴嘴41，中間包40內(nèi)的銅熔液經(jīng)由注液噴嘴41向帶輪式連續(xù)鑄造機(jī)60供給。

帶輪式連續(xù)鑄造機(jī)60具備在外周面形成有溝(圖示省略)的輪61、和以與輪61的外周面的一部分接觸的方式在周圍移動的帶62。在帶輪式連續(xù)鑄造機(jī)60中，在輪61的槽與帶62之間形成的空間經(jīng)由注液噴嘴41注入銅熔液。輪61和帶62例如通過冷水被冷卻，由此銅熔液被冷卻、固化，連續(xù)地鑄造棒狀的鑄造材料1。

連續(xù)軋制裝置70設(shè)置在帶輪式連續(xù)鑄造機(jī)60的下游側(cè)，將從帶輪式連續(xù)鑄造機(jī)60送來的棒狀的鑄造材料1連續(xù)地軋制，成型加工為規(guī)定外徑的銅合金線2。銅合金線2被設(shè)置于連續(xù)軋制裝置70的下游的卷取機(jī)80卷取。

<銅合金材料的制造方法>

接著，對使用上述的連續(xù)鑄造軋制裝置100制造銅合金材料的銅合金材料的制造方法進(jìn)行說明。在本說明書中，所謂銅合金材料，表示構(gòu)成例如銅合金線等的銅材料，銅合金線表示例如線坯(所謂的盤條)、對線坯實(shí)施了拉絲加工、軋制加工后使其退火而獲得的用于電線的導(dǎo)體等。以下，作為由銅合金材料形成的銅合金線，以制造線坯的情況為例進(jìn)行說明。

(熔融工序S1)

首先，作為圖1所示的熔融工序S1，通過將作為銅原料的電解銅投入到熔化爐10進(jìn)行加熱熔融，來形成銅熔液。

作為銅原料，可以使用包含30質(zhì)量ppm以下的氧的銅。如果銅原料中的氧 的含量超過30質(zhì)量ppm，則銅熔液所包含的氧變得過多，因此后述的Ti添加工序S2、Mg添加工序S4中形成大量的氧化物，最終獲得的銅合金線2的品質(zhì)大幅受損。另一方面，銅原料所包含的氧的含量的下限值沒有特別限定，但如果是一般的電解銅，則為10質(zhì)量ppm。另外，電解銅等銅原料中，其制造時(shí)混入硫等不可避免的雜質(zhì)，硫以例如3質(zhì)量ppm～12質(zhì)量ppm的范圍混入。

(Ti添加工序S2)

接著，將熔化爐10中生成的銅熔液經(jīng)由上流槽11輸送到保持爐20而儲存。對于儲存在該保持爐20內(nèi)的銅熔液，通過Ti添加機(jī)構(gòu)30連續(xù)地添加Ti。由此，使Ti與存在于銅熔液的氧反應(yīng)而形成Ti氧化物。由于Ti氧化物的熔點(diǎn)為1870℃，比銅熔液的溫度(銅的熔融溫度為例如1100℃左右)高，因此在銅熔液中以固體狀態(tài)析出。即，Ti添加工序S2中，使存在于銅熔液的氧與Ti反應(yīng)而作為Ti氧化物析出，從而降低了存在于銅熔液中的氧的含量。

此外，由于Ti氧化物與Mg氧化物相比密度大，因此不會如Mg氧化物那樣在銅熔液中急劇上浮進(jìn)行凝集，Ti氧化物易于分散在銅熔液中。具體而言，雖然Ti的密度為4.11g/cm³，比Cu的密度(8.94g/cm³)小，但是不會如Mg的密度(1.74g/cm³)那樣小，因此Ti氧化物易于分散在銅熔液中。因此，通過Ti氧化物，可以抑制由Mg氧化物那樣的凝集引起的熔渣的形成。

這樣，Ti添加工序S2中，通過在銅熔液中添加Ti，可以降低存在于銅熔液的氧的量，并且可以使Ti氧化物分散在銅熔液中，抑制大幅損害銅合金線2的品質(zhì)那樣的熔渣的形成。其結(jié)果是，Ti添加工序S2中，可獲得氧的含量少、并且Ti氧化物微細(xì)地分散的銅熔液。

Ti添加工序S2中，以銅熔液中的Ti的含量成為4質(zhì)量ppm以上且55質(zhì)量ppm以下的方式，添加Ti。如果Ti的含量小于4質(zhì)量ppm，則降低銅熔液所包含的氧的量變得困難，變得不能在添加Mg時(shí)充分地抑制Mg的氧化。另一方面，如果Ti的含量超過55質(zhì)量ppm，則有超過Ti的固溶限的擔(dān)憂，最終獲得的銅合金線2中可能會析出Ti。

Ti添加工序S2中，Ti的含量只要為上述范圍即可，但是從降低銅熔液中的氧的觀點(diǎn)考慮，優(yōu)選以銅熔液中的Ti的含量成為銅熔液中的氧的含量以上的方 式，添加Ti。具體而言，更優(yōu)選以Ti與氧的比率成為1:1～8:1的范圍的方式添加Ti。由此，可以降低銅熔液所包含的氧的量，可以進(jìn)一步抑制在銅熔液中添加Mg時(shí)的Mg的氧化。

作為添加Ti的方法，沒有特別限定，優(yōu)選將由Ti形成的Ti線投入到銅熔液中的喂線法。Ti本身的熔點(diǎn)為1668℃，比銅熔液的溫度高，但Ti線在與銅熔液接觸時(shí)發(fā)生合金化，其熔點(diǎn)變得比銅熔液的溫度低，因此可以使Ti線在銅熔液中逐漸熔融。而且，通過適當(dāng)變更Ti線的直徑來調(diào)整向銅熔液中的熔融速度，不僅銅熔液的表面，而且連內(nèi)部也可以供給Ti。

另外，銅熔液中，除了氧以外還包含硫等不可避免的雜質(zhì)，但認(rèn)為這些成分與Ti氧化物反應(yīng)而形成化合物。

(氧化物除去工序S3)

接著，從添加了Ti的銅熔液除去上述的Ti添加工序S2中生成的Ti氧化物。雖然Ti氧化物分散在銅熔液中，但是一部分漂浮在銅熔液的表面。由于漂浮的Ti氧化物的量少，因此不會形成大幅損害銅合金線2的品質(zhì)那樣的熔渣，但通過除去漂浮的Ti氧化物，可以降低銅合金線2所包含的雜質(zhì)量，使其品質(zhì)進(jìn)一步提高。

氧化物除去工序S3中，從適合地除去Ti氧化物的觀點(diǎn)考慮，優(yōu)選在銅熔液中鼓泡惰性氣體。通過鼓泡惰性氣體，能夠使分散在銅熔液中的Ti氧化物上浮到表面，除去更多的Ti氧化物。作為惰性氣體，只要是不被銅熔液引入那樣的惰性氣體，就沒有特別限定，可以使用例如Ar氣等。

(Mg添加工序S4)

接著，將除去了Ti氧化物的銅熔液從保持爐20經(jīng)由下流槽21向中間包40輸送。對于中間包40內(nèi)的銅熔液，通過Mg添加機(jī)構(gòu)50連續(xù)地添加Mg。如上所述，中間包40內(nèi)的銅熔液通過預(yù)先添加Ti從而氧的含量變少。因此，在銅熔液中添加Mg時(shí)，可以抑制Mg的氧化，并且可以使其在銅熔液中熔融。由此，可以抑制Mg氧化物、其凝集體的生成，獲得熔渣的混入少的銅合金材料。而且，通過抑制Mg的氧化，可以不使Mg的添加收率大幅降低，例如使添加收率為70％以上，而使Mg在銅熔液中熔融。其中，所謂添加收率，表示將銅熔液進(jìn)行鑄 造而獲得的銅合金材料中固溶的Mg的固溶量相對于添加到銅熔液的Mg的添加量的比率。

Mg添加工序S4中，以銅熔液中的Mg的含量成為100質(zhì)量ppm以上且7000質(zhì)量ppm以下的方式，添加Mg。如果Mg的含量成為小于100質(zhì)量ppm，則在銅合金線2中在Cu母相中固溶的Mg變少，變得不能充分地獲得由Mg帶來的固溶強(qiáng)化的效果。另一方面，如果Mg的含量超過7000質(zhì)量ppm，則可能會超過Mg的固溶限，存在銅合金線2中Mg析出的擔(dān)憂。

Mg添加工序S4中獲得的銅熔液成為規(guī)定的組成，O為30質(zhì)量ppm以下，Ti為4質(zhì)量ppm以上且55質(zhì)量ppm以下，Mg為100質(zhì)量ppm以上且7000質(zhì)量ppm以下，剩余部分由Cu和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。

作為Mg的添加方法，沒有特別限定，與Ti同樣地可采用喂線法。由于Mg熔點(diǎn)低而易于熔融，因此可將由Mg形成的線以高速落入銅熔液底部的方式投入。此外，由于Mg密度小，易于漂浮在銅熔液的表面，因此可以將Mg線用Cu被覆而制成復(fù)合線投入。通過制成復(fù)合線投入，可以使密度增大為比Mg線更大，并且由于在銅熔液中不易熔融，因此可以壓入直到銅熔液底部。由此，不僅可以將Mg擴(kuò)散到銅熔液的表面，而且可以將Mg擴(kuò)散到整體，可以在銅熔液中使Mg含量均勻。

(連續(xù)鑄造工序S5)

將添加Ti和Mg而成為規(guī)定的組成的銅合金熔液經(jīng)由設(shè)置于中間包40的注液噴嘴41而供給到帶輪式連續(xù)鑄造機(jī)60。對于帶輪式連續(xù)鑄造機(jī)60，在設(shè)置于輪61的溝與帶62之間形成有例如截面為大致矩形的空間，在該空間中流入銅熔液并冷卻，從而連續(xù)地形成截面為大致矩形的棒狀的鑄造材料1。該鑄造材料1由規(guī)定的組成的銅合金構(gòu)成，在Cu母相中固溶Mg，并且成為Ti氧化物不凝集而是微細(xì)地分散在Cu母相中而析出的狀態(tài)。

(連續(xù)軋制工序S6)

將棒狀的鑄造材料1導(dǎo)入到連續(xù)軋制裝置70。在連續(xù)軋制裝置70中，通過對鑄造材料1實(shí)施軋制加工來制造線狀的銅合金線2，同時(shí)將所得的銅合金線2用卷取機(jī)卷取。

連續(xù)軋制工序S6中，優(yōu)選對鑄造材料1實(shí)施熱軋，更優(yōu)選使鑄造材料1的溫度為400℃以上、使斷面收縮率為80％以上且99％以下來進(jìn)行熱軋。本實(shí)施方式中，構(gòu)成鑄造材料1的銅合金雖然在Cu母相中存在Ti氧化物，但是Ti氧化物微細(xì)地分散，實(shí)質(zhì)上不存在大幅損害品質(zhì)那樣的熔渣，因此即使是在上述條件下實(shí)施熱軋來制造銅合金線2的情況下，銅合金線2也不易發(fā)生開裂。所謂斷面收縮率，表示將鑄造材料1拉絲成銅合金線2時(shí)的截面積的減少比例。另外，在多次進(jìn)行軋制的情況下，優(yōu)選以多次軋制的斷面收縮率的合計(jì)成為上述范圍內(nèi)的方式調(diào)整各軋制中的斷面收縮率。

<銅合金材料的構(gòu)成>

通過上述制造方法而獲得的銅合金線2由規(guī)定的銅合金材料構(gòu)成，銅合金材料中，O為30質(zhì)量ppm以下，Ti為4質(zhì)量ppm以上且55質(zhì)量ppm以下，Mg為100質(zhì)量ppm以上且7000質(zhì)量ppm以下，剩余部分由Cu和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。而且，通過在銅熔液中添加Ti之后再添加Mg而制造，從而構(gòu)成為將Ti添加到銅熔液中時(shí)通過存在于銅熔液的氧與Ti的反應(yīng)而形成的Ti氧化物分散在Cu母相中，并且Mg固溶在Cu母相中。

由于Ti氧化物不會如Mg氧化物那樣在銅熔液中上浮并形成凝集體，因此Ti氧化物成為微細(xì)的粒子。其粒徑優(yōu)選為1μm以下。

關(guān)于由本實(shí)施方式的銅合金材料構(gòu)成的銅合金線2，由規(guī)定量的Mg固溶在Cu母相中而構(gòu)成，因此機(jī)械強(qiáng)度和導(dǎo)電率優(yōu)異。具體而言，關(guān)于銅合金線2的機(jī)械強(qiáng)度，在剛剛進(jìn)行上述的連續(xù)軋制工序S6的熱軋之后的所謂線坯的狀態(tài)下為240MPa以上且280MPa以下。此外，在進(jìn)行了此后的冷拉絲的狀態(tài)下為440MPa以上且500MPa以下。銅合金線2的導(dǎo)電率為72～83％IACS。

此外，銅合金線2雖然在Cu母相中存在Ti氧化物，但是不凝集而是微細(xì)地分散，從而被構(gòu)成，因此在實(shí)施了軋制加工時(shí)不易開裂。因此，例如即使使加熱溫度為400℃以上、使斷面收縮率為80％以上且99％以下進(jìn)行了熱軋，也不易開裂。

<本實(shí)施方式涉及的效果>

根據(jù)本實(shí)施方式，發(fā)揮以下所示的1種或多種效果。

本實(shí)施方式中，通過在銅熔液中添加Mg之前添加Ti來制造銅合金材料。通過添加Ti，從而由銅原料熔融而得的銅熔液中所存在的氧通過與Ti的反應(yīng)而作為Ti氧化物析出，降低了存在于銅熔液的氧的含量。而且，通過在氧的含量變少了的銅熔液中添加Mg，抑制Mg的氧化，并且使Mg在銅熔液中熔融。另一方面，由于Ti氧化物密度較大，因此不會如Mg氧化物那樣凝集而形成熔渣，而是可以使其微細(xì)地分散在銅熔液中。這樣，通過鑄造Mg熔融并且Ti氧化物微細(xì)地分散的銅合金熔液，可獲得具有規(guī)定的組成、以在Cu母相中分散Ti氧化物并且固溶Mg的方式構(gòu)成的銅合金材料。

本實(shí)施方式中，通過在銅熔液中添加Ti可以降低存在于銅熔液的氧的含量，因此即使是在作為銅原料使用了氧的含量為30質(zhì)量ppm以下的銅的情況下，也可以不使Mg氧化，而使其熔融在銅熔液中。

本實(shí)施方式中，通過預(yù)先添加Ti而可以抑制Mg的氧化，因此可以使其添加收率為70％以上而使Mg熔融。

本實(shí)施方式中，通過Ti的添加，可以降低存在于銅熔液的氧的含量，因此不需要用于脫氧的大規(guī)模設(shè)備。

本實(shí)施方式中，將銅熔液所包含的氧的含量以上的Ti添加到銅熔液中。由此，可以使銅熔液中存在比氧多的Ti，因此例如可以使制造工序中混入的氧作為Ti氧化物而析出。因此，不需要將保持爐20、中間包40等進(jìn)行密封。

本實(shí)施方式中，以Ti與銅熔液所包含的氧的比率成為1:1～8:1的方式，添加Ti。由此，變得易于使存在于銅熔液的氧作為Ti氧化物而析出，可以更加降低氧的含量。

本實(shí)施方式中，在添加Ti的工序與添加Mg的工序之間，設(shè)置有除去通過Ti的添加而形成的Ti氧化物的工序。由此，可以降低在銅熔液中析出的Ti氧化物，使銅合金材料的品質(zhì)進(jìn)一步提高。

本實(shí)施方式中，在除去Ti氧化物時(shí)，在銅熔液中鼓泡惰性氣體。由此，可以使分散在銅熔液中的Ti氧化物漂浮在銅熔液的表面，易于除去。

就本實(shí)施方式的銅合金材料而言，由于規(guī)定量的Mg固溶在Cu母相中而構(gòu)成，因此機(jī)械強(qiáng)度和導(dǎo)電率優(yōu)異。具體而言，關(guān)于銅合金材料的機(jī)械強(qiáng)度，在 剛剛進(jìn)行上述的連續(xù)軋制工序S6的熱軋之后的所謂線坯的狀態(tài)下為240MPa以上且280MPa以下，在進(jìn)行了此后的冷拉絲的狀態(tài)下為440MPa以上且500MPa以下。銅合金材料的導(dǎo)電率為72～83％IACS。

就本實(shí)施方式的銅合金材料而言，雖然在Cu母相中存在Ti氧化物，但是不凝集，微細(xì)地分散而構(gòu)成，因此實(shí)施了軋制加工時(shí)不易開裂。因此，例如，即使是在將由銅合金材料構(gòu)成的線坯加工成導(dǎo)體時(shí)在400℃以上的溫度、使斷面收縮率為80％以上且99％以下進(jìn)行了熱軋的情況下，也可以抑制開裂。

〔本發(fā)明的其它實(shí)施方式〕

以上，對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行了說明，但本發(fā)明不限定于此，在不超出本發(fā)明的技術(shù)思想的范圍能夠適當(dāng)變更。

上述的實(shí)施方式中，對通過連續(xù)鑄造軋制而連續(xù)制造銅合金線2的情況進(jìn)行了說明，但本發(fā)明不限定于此，例如，可以在Mg添加工序S4之后使銅合金材料形成為鑄塊，將該鑄塊進(jìn)行擠出、冷加工從而制造銅合金線2。

此外，上述的實(shí)施方式中，對使用具備帶輪式連續(xù)鑄造機(jī)60的連續(xù)鑄造軋制裝置100來制造銅合金線2的情況進(jìn)行了說明，但本發(fā)明不限定于此。例如，作為連續(xù)鑄造機(jī)，可以使用通過帶和帶而構(gòu)成的雙帶式連續(xù)鑄造機(jī)。

此外，上述的實(shí)施方式中，對通過Ti添加機(jī)構(gòu)30在保持爐20中添加Ti、通過Mg添加機(jī)構(gòu)50在中間包40中添加Mg的情況進(jìn)行了說明，但本發(fā)明不限定于此。本發(fā)明中，只要將Ti添加機(jī)構(gòu)30以與Mg添加機(jī)構(gòu)50相比設(shè)置于上游側(cè)的方式構(gòu)成則沒有特別限定，可以在熔化爐10、上流槽11、保持爐20、下流槽21和中間包40中設(shè)置Ti添加機(jī)構(gòu)30和Mg添加機(jī)構(gòu)50。此外，關(guān)于Mg添加機(jī)構(gòu)50，Mg為低熔點(diǎn)、易于熔融，因此可以在帶輪式連續(xù)鑄造機(jī)60的注液部、即輪61的溝與帶62之間形成的空間中直接注液Mg的方式設(shè)置。

實(shí)施例

接下來，說明本發(fā)明的實(shí)施例。

<實(shí)施例1>

使用圖2所示的連續(xù)鑄造軋制裝置來制造銅合金材料。

首先，通過將作為銅原料的電解銅投入到熔化爐10中，進(jìn)行加熱熔融來形 成銅熔液。此時(shí)調(diào)整氣體燃燒器的空燃耗而使其為還原性，從而使銅熔液中的氧濃度降低直到20質(zhì)量ppm。接著，將銅熔液從熔化爐10通過上流槽11輸送到保持爐20進(jìn)行儲存。保持爐20中，通過Ti添加機(jī)構(gòu)30在銅熔液中以成為30質(zhì)量ppm的方式連續(xù)地添加Ti。確認(rèn)到通過Ti的添加，在銅熔液中立即形成Ti氧化物。Ti氧化物是粒徑為1μm以下的微細(xì)的粒子，觀察到在銅熔液中不凝集，在銅熔液中以飄蕩的方式漂浮。接著，從添加了Ti的銅熔液適當(dāng)撈取漂浮的Ti氧化物，將該銅熔液從保持爐20通過下流槽21向中間包40輸送。中間包40中，通過Mg添加機(jī)構(gòu)50以濃度100質(zhì)量ppm～7000質(zhì)量ppm的范圍添加Mg使其熔融。此時(shí)，確認(rèn)不到由Mg氧化物的生成引起的大熔渣的形成。而且，通過將包含Mg的銅熔液經(jīng)由注液噴嘴41供給到帶輪式連續(xù)鑄造機(jī)60進(jìn)行鑄造來制作鑄造材料1。最后，將鑄造材料1導(dǎo)入到連續(xù)軋制裝置70來實(shí)施軋制加工，從而獲得了線狀的銅合金材料。

對所得的銅合金材料測定了Mg的添加收率，結(jié)果為70％以上，確認(rèn)到可以使添加的Mg的70％以上固溶于銅合金材料。

對所得的銅合金材料測定了機(jī)械強(qiáng)度(耐力)和導(dǎo)電率，結(jié)果在溫度400℃、使斷面收縮率為80％以上且99％以下剛剛進(jìn)行了熱軋之后的直徑30mm的線坯的狀態(tài)下，確認(rèn)到機(jī)械強(qiáng)度為260MPa，導(dǎo)電率為80％IACS。另一方面，在進(jìn)一步進(jìn)行冷拉絲、施與了與制作直徑約18mm的架空線同樣的應(yīng)變的狀態(tài)下，確認(rèn)到機(jī)械強(qiáng)度為450MPa，導(dǎo)電率為80％IACS。此外，銅合金材料由于熔渣的混入少，因此即使在規(guī)定條件下實(shí)施熱軋也不發(fā)生開裂。

<比較例1>

比較例1中，不添加Ti而添加Mg，除此以外與實(shí)施例1同樣地制造銅合金材料。

在銅熔液中添加Mg之后，由于Mg的氧化而生成Mg氧化物，該氧化物漂浮在銅熔液的表面并凝集，從而觀察到形成大小0.5mm～3mm的熔渣。測定了Mg的添加收率，結(jié)果低，為10％～20％，確認(rèn)到Mg的大量氧化，不能使Mg在銅熔液中熔融而在Cu母相中充分地固溶。此外，將比較例1的銅合金材料在與實(shí)施例1同樣的條件下進(jìn)行了熱軋，結(jié)果在銅合金材料中混入了大量的熔渣， 有可能以此作為原因，以熔渣為起點(diǎn)而發(fā)生了開裂。

<本發(fā)明的優(yōu)選方案>

以下，對本發(fā)明的優(yōu)選方案進(jìn)行附記。

[附記1]

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方案，提供一種銅合金材料的制造方法，包括下述工序：

將包含30質(zhì)量ppm以下的氧的銅原料熔融而形成銅熔液的熔融工序；

在上述銅熔液中添加4質(zhì)量ppm以上且55質(zhì)量ppm以下的Ti的Ti添加工序；以及

在上述Ti添加工序之后添加100質(zhì)量ppm以上且7000質(zhì)量ppm以下的Mg的Mg添加工序。

[附記2]

根據(jù)附記1的銅合金材料的制造方法，優(yōu)選在上述Ti添加工序中，添加上述銅熔液所包含的氧的含量以上的Ti。

[附記3]

根據(jù)附記1或2的銅合金材料的制造方法，優(yōu)選在上述Ti添加工序中，以Ti與上述銅熔液所包含的氧的含量的比率成為1:1～8:1的方式，添加Ti。

[附記4]

根據(jù)附記1～3的銅合金材料的制造方法，優(yōu)選包括下述工序：

將添加了Mg的上述銅熔液連續(xù)地鑄造，獲得鑄造材料的連續(xù)鑄造工序，以及

將上述鑄造材料連續(xù)地?zé)彳埖倪B續(xù)軋制工序，

在上述連續(xù)軋制工序中，使上述鑄造材料的溫度為400℃以上、使斷面收縮率為80％以上且99％以下進(jìn)行熱軋。

[附記5]

根據(jù)附記1～4的銅合金材料的制造方法，優(yōu)選在上述Mg添加工序之前，具有下述工序：將上述Ti添加工序中形成的Ti的氧化物除去的氧化物除去工序。

[附記6]

根據(jù)附記1～5的銅合金材料的制造方法，優(yōu)選在上述氧化物除去工序中，在上述銅熔液中鼓泡惰性氣體。

[附記7]

根據(jù)本發(fā)明的其它方案，提供一種銅合金材料，其構(gòu)成為：

O為30質(zhì)量ppm以下，Ti為4質(zhì)量ppm以上且55質(zhì)量ppm以下，Mg為100質(zhì)量ppm以上且7000質(zhì)量ppm以下，剩余部分由Cu和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成，在Cu母相中分散Ti氧化物并且固溶Mg。