專利名稱：熔融軟釬料鍍線的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熔融軟釬料鍍線的制造方法，尤其涉及一種可以省略最終線徑的加工后的退火工序的熔融軟釬料鍍線的制造方法。
背景技術(shù)：
在近年來(lái)的科學(xué)技術(shù)中，作為動(dòng)力源的電力以及電氣信號(hào)等被用于所有的電氣領(lǐng)域，為了傳導(dǎo)它們而使用電纜和引線等導(dǎo)線。而且，作為在該導(dǎo)線中使用的原材料，使用銅、 銀等導(dǎo)電率高的金屬，特別地，如果考慮到成本等方面的因素，絕大多數(shù)使用銅線。在銅的整體中，根據(jù)其分子的配列等，大致上也可以分為硬質(zhì)銅和軟質(zhì)銅。所以根據(jù)利用目的的不同而使用具有期望性質(zhì)的種類的銅。在電子部件用引線中，多使用硬質(zhì)銅線，例如醫(yī)療機(jī)器、產(chǎn)業(yè)用機(jī)器人、筆記本型電腦等電子機(jī)器等中使用的電纜，因?yàn)橐诜磸?fù)地施加有苛刻的彎曲、扭曲、拉伸等組合外力的環(huán)境下使用，硬直的硬質(zhì)銅線是不合適的，所以使用軟質(zhì)銅線。例如，在專利文獻(xiàn)1中記載了一種關(guān)于電子機(jī)器例如筆記本型電腦、手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)等便攜式信息、通信、記錄終端等、在要求耐曲折性的領(lǐng)域中使用的圓形截面的極細(xì)銅合金線的制造方法，在線徑為0. 01 0. Imm的極細(xì)銅合金線中，對(duì)于含有0. 05 0. 9質(zhì)量％ 的Mg或以及以銅和不可避免的雜質(zhì)為余量的銅合金，實(shí)施拔絲加工形成極細(xì)銅線，對(duì)最終線徑形成后的極細(xì)線實(shí)施熱處理進(jìn)行改性，得到拉伸強(qiáng)度為343MPa以上、斷裂伸長(zhǎng)率為 5%以上、導(dǎo)電率為80% IACS以上的極細(xì)銅合金線。另外，例如，在專利文獻(xiàn)2中，關(guān)于電子機(jī)器用的柔性扁平電纜中使用的鍍Sn系扁平導(dǎo)體，記載了柔性扁平電纜用扁平導(dǎo)體的制造方法，即，在制造導(dǎo)體尺寸為厚度0. 035mm、 寬度0. 30mm的鍍Sn系扁平導(dǎo)體之后，對(duì)該扁平導(dǎo)體在最終工序的退火中，改變退火溫度條件，滿足耐曲折性等各種特性。另外，例如在專利文獻(xiàn)3中，關(guān)于在太陽(yáng)能電池用電極線材中使用的扁平導(dǎo)體有所記載，即，關(guān)于Cu單層，對(duì)于無(wú)氧銅形成的軋制片形成切割(slit)之后得到芯材，實(shí)施 5000C Xl分的軟化退火，在其上通過(guò)實(shí)施鍍敷得到軟質(zhì)的太陽(yáng)能電池用電極線材。在上述這樣多種技術(shù)領(lǐng)域中均使用軟質(zhì)銅線，然而即使在上述專利文獻(xiàn)記載的軟質(zhì)銅線的制造方法中，在該軟質(zhì)銅線的制造工序中，在形成最終線徑之后的其他工序中，為了得到軟質(zhì)特性，都實(shí)施退火工序。但是如果制造工序含有這樣的以得到軟質(zhì)特性為目的的最終線徑前的退火工序，那么產(chǎn)生的問(wèn)題是生產(chǎn)率低下、而且制造成本升高。因此，例如，在專利文獻(xiàn)4中，雖然是與太陽(yáng)能電池用電極線材相關(guān)，但是作為不設(shè)置軟化退火工序而容易制造軟質(zhì)銅線的技術(shù)，記載了把熔融軟釬料浴的浴溫設(shè)定為 250°C 380°C，在浴溫為250°C 的情況下芯材的浸漬時(shí)間設(shè)定為6 10秒，在浴溫為280°C 350°C的情況下設(shè)定為3 10秒，或者在浴溫為350°C之上、380°C以下的情況下設(shè)定為3 5秒。專利文獻(xiàn)1 日本特開2002-口擬62號(hào)公報(bào)
專利文獻(xiàn)2 日本特開2003-860 號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3 國(guó)際公開第2005/114751號(hào)小冊(cè)子專利文獻(xiàn)4 國(guó)際公開第2007/037184號(hào)小冊(cè)子

發(fā)明內(nèi)容
在該專利文獻(xiàn)4中記載的制造方法中，雖然從能夠省略在最終線徑加工完成之后的退火工序方面來(lái)說(shuō)是有效的技術(shù)，但是從廣泛使用軟質(zhì)鍍銅線制品領(lǐng)域來(lái)說(shuō)，為了進(jìn)一步削減制造成分，鍍線的增速化就成為重要的因素，要求進(jìn)一步縮短銅線的浸鍍時(shí)間。另外，在專利文獻(xiàn)4中記載的制造方法，使用無(wú)氧銅形成的原料線，用于高加工度的原料線(實(shí)施例中，軋制壓縮比率為95%)，可以理解為，利用的是在將高加工度的原材線浸漬于軟釬料鍍槽時(shí)，熱處理狀態(tài)中的半軟化溫度降低的現(xiàn)象，來(lái)達(dá)到導(dǎo)線軟化的目的。 在應(yīng)用于高加工度的原料線的情況下表現(xiàn)出有效的效果，但對(duì)于加工度相對(duì)較低的原料線，還不能說(shuō)進(jìn)行了充分的研究。加工度相對(duì)較低的銅線在應(yīng)用上述技術(shù)時(shí)自然有所限制， 所以要求也能夠應(yīng)用于加工度低的制品品種的制造技術(shù)。因此，本發(fā)明的目的在于提供一種與使用無(wú)氧銅(OFC)的情況相比，在制造軟質(zhì)銅線的過(guò)程中，能夠更短時(shí)間地進(jìn)行在軟釬料鍍槽中的浸漬，而且能夠進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)鍍敷生產(chǎn)線增速化的熔融軟釬料鍍線的制造方法。本發(fā)明是為了達(dá)到上述目的而發(fā)明的技術(shù)方案，第1項(xiàng)發(fā)明是一種熔融軟釬料鍍線的制造方法，具有對(duì)于在含有不可避免的雜質(zhì)的純銅中含有2 iaiiass ppm的硫和超過(guò)2maSS ppm的量的氧以及4 55maSS ppm的鈦的低濃度銅合金材料，實(shí)施拔絲加工至最終線徑，制作拔絲材料的工序；通過(guò)將該拔絲材料浸漬于熔融軟釬料鍍槽中在拔絲材料的表面上形成熔融軟釬料鍍層的熔融軟釬料鍍敷工序；通過(guò)熔融軟釬料鍍敷工序的熱量，使得拔絲材料改性為軟質(zhì)銅線。第2項(xiàng)發(fā)明是一種熔融軟釬料鍍線的制造方法，拔絲加工至前述最終線徑時(shí)的加工度為50%以上，前述熔融軟釬料鍍槽的鍍敷溫度為260°C 300°C，浸漬時(shí)間為2 5秒。第3項(xiàng)發(fā)明是一種熔融軟釬料鍍線的制造方法，拔絲加工至前述最終線徑時(shí)的加工度為50%以上，所述熔融軟釬料鍍槽的鍍敷溫度為超過(guò)300°C但為380°C以下，浸漬時(shí)間為1秒以下。第4項(xiàng)發(fā)明是一種熔融軟釬料鍍線的制造方法，拔絲加工至前述最終線徑時(shí)的加工度為不到50%，所述熔融軟釬料鍍槽的鍍敷溫度為280°C 380°C，浸漬時(shí)間為1 10秒。第5項(xiàng)發(fā)明是一種熔融軟釬料鍍線的制造方法，在實(shí)施拔絲加工至前述最終線徑之前，具有對(duì)由低濃度銅合金材料構(gòu)成的粗軋線進(jìn)行拔絲加工，在該拔絲加工之后對(duì)其進(jìn)行通電退火的工序。第6項(xiàng)發(fā)明是一種熔融軟釬料鍍線的制造方法，在前述熔融軟釬料鍍敷工序之前，具有通過(guò)軋制加工把該拔絲材料形成扁平狀的軋制加工工序。第7項(xiàng)發(fā)明是一種熔融軟釬料鍍線的制造方法，前述低濃度銅合金材料為前述硫和前述鈦以TiO、TiO2, TiS、Ti-O-S的形式形成化合物或者凝集物，剩余的前述鈦和前述硫以固溶體的形式存在的低濃度銅合金材料。
第8項(xiàng)發(fā)明是一種熔融軟釬料鍍線的制造方法，其特征在于，前述低濃度銅合金材料為前述TiO的尺寸為200nm以下、前述TW2為IOOOnm以下、前述TiS為200nm以下、 前述Ti-O-S為300nm以下且分布在晶粒內(nèi)，500nm以下的粒子為90%以上的低濃度銅合金材料。與使用無(wú)氧銅(OFC)的情況相比，根據(jù)本發(fā)明在制造軟質(zhì)銅線的過(guò)程中，能夠更短時(shí)間地進(jìn)行在軟釬料鍍槽中的浸漬，而且能夠進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)鍍敷生產(chǎn)線增速化。


圖1是TiS粒子的SEM照片。圖2是表示圖1的分析結(jié)果的圖。圖3是TW2粒子的SEM照片。圖4是表示圖3的分析結(jié)果的圖。圖5是Ti-O-S粒子的SEM照片。圖6是表示圖5的分析結(jié)果的圖。圖7是說(shuō)明本發(fā)明的熔融軟釬料鍍線的制造方法的圖。圖8是說(shuō)明現(xiàn)有的熔融軟釬料鍍線的制造方法的圖。符號(hào)的說(shuō)明1拔絲裝置，2、2a線材，3、8、14送出線軸，4拔絲模具，5拔絲機(jī)，6、12卷取線軸，7 軋制裝置，9軋輥，10、17、19、21扁平導(dǎo)體，13軟釬料鍍裝置，S軟釬料熔融體，15軟釬料鍍槽，16滑輪，20材料，22管狀爐，23間歇式爐。
具體實(shí)施例方式以下，說(shuō)明本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式。首先，對(duì)于本發(fā)明而言，降低了作為熔融軟釬料鍍線的原材料的銅材料的半軟化溫度，使用SCR連鑄軋制設(shè)備，表面損傷小，制造范圍廣，能夠安全生產(chǎn)。另外，研究開發(fā)了相對(duì)于線材(Wirerod)的加工度為90% (例如(p8mm—cp2.6mm)的、半軟化溫度為148°C 的材料。另外，雖然是次要的，但是也研究得到了導(dǎo)電率滿足98% IACS(把國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)軟化銅 Gnternational AnneldCopper Standard)電阻率 1. 7241 X 1(Γ8 Ω m 作為 100 % 的導(dǎo)電率)、100% IACS、甚至102% IACS的熔融軟釬料鍍線的制造條件。關(guān)于Cu (6N、純度99. 9999% )，加工度90%的半軟化溫度為130°C。因此，本發(fā)明研究獲得了作為能夠穩(wěn)定制造的、半軟化溫度為130°C 148°C的、軟質(zhì)材料的導(dǎo)電率為98% IACS以上、100% IACS以上、甚至102% IACS以上的軟質(zhì)銅的熔融軟釬料鍍線的原材料的制造條件。此處，使用氧濃度為1 2maSS ppm的高純度銅(6N)、在實(shí)驗(yàn)室中使用小型連鑄機(jī)，在熔融體中添加數(shù)mass ppm的鈦，由該熔融體來(lái)制造Cp8mm的線材，并將該線材加工成 cp2.6mm (加工度90% )，測(cè)定半軟化溫度為160 168°C，不會(huì)是比以上更低的半軟化溫度。另外，導(dǎo)電率為101.7% IACS左右。因此，即使降低氧濃度、添加Ti，也不能夠降低半軟化溫度，另外，可以看出，比高純度銅(6N)的導(dǎo)電率102. 8% IACS更差。推測(cè)其原因在于，作為在熔融體的制造中不可避免的雜質(zhì)，含有數(shù)massppm以上的硫，由于該硫和鈦不能夠充分地形成TiS等硫化物，所以半軟化溫度不會(huì)下降。因此，在本發(fā)明中，為了降低半軟化溫度并提高導(dǎo)電率，研究了兩個(gè)方案，通過(guò)綜合兩方面的效果而實(shí)現(xiàn)了目標(biāo)。(a)把原材料的氧濃度增加為2maSS ppm以上，并且添加鈦。通過(guò)此方法，認(rèn)為首先在熔融銅中形成TiS和鈦氧化物(TiO2)或Ti-O-S粒子(請(qǐng)參照?qǐng)D1、圖3的SEM照片和圖2、圖4的分析結(jié)果)。另外，在圖2、圖4、圖6中，Pt以及Pd是便于觀察而蒸鍍的元素。(b)接下來(lái)，通過(guò)把熱軋溫度設(shè)定成比通常的銅的制造條件(950 600°C )低 (880 550°C )，在銅中導(dǎo)入位錯(cuò)，使得S易于析出。由此使得S在位錯(cuò)上析出，或者以鈦的氧化物(TiO2)作為核使得S析出。作為這樣的一個(gè)例子，與熔融銅形成同樣的Ti-O-S粒子等(請(qǐng)參照?qǐng)D5的SEM照片和圖6的分析結(jié)果)。通過(guò)(a)和(b)，銅中的硫形成結(jié)晶和析出，能夠在冷拔絲加工后得到滿足半軟化溫度和導(dǎo)電率的銅線材。下面，在本發(fā)明中，作為使用SCR連鑄設(shè)備的制造條件的限制，限制⑴ 0)。(1)組成的限制在得到導(dǎo)電率為98% IACS以上的軟質(zhì)銅材的情況下，制造由低濃度銅合金材料形成的線材(粗軋線)，該低濃度銅合金材料是在含有不可避免的雜質(zhì)的純銅(基材)中含有3 12mass ppm的硫、超過(guò)2mass ppm但為30mass ppm以下的氧、4 55mass ppm的 Ti的低濃度銅合金材料。另外，在不會(huì)給合金的性質(zhì)帶來(lái)惡劣影響的情況下，也可以在合金中含有其他的元素以及雜質(zhì)。此處，在得到導(dǎo)電率為100% IACS以上的軟質(zhì)銅材的情況下，優(yōu)選使用在含有不可避免的雜質(zhì)的純銅中含有2 12mass ppm的硫、超過(guò)2mass ppm但為30mass ppm以下的氧、4 37maSS ppm的Ti的低濃度銅合金材料形成線材。另外，在得到導(dǎo)電率為102% IACS以上的軟質(zhì)銅材的情況下，優(yōu)選使用在含有不可避免的雜質(zhì)的純銅中含有3 12mass ppm的硫、超過(guò)2mass ppm但為30mass ppm以下的氧、4 25maSS ppm的Ti的低濃度銅合金材料來(lái)形成線材。由于含有超過(guò)2maSS ppm但為30maSS ppm以下的氧，所以在本實(shí)施方式中，以所謂的低氧銅(LOC)為對(duì)象。通常在純銅的工業(yè)制造中，在制造電銅的時(shí)候，由于硫進(jìn)入銅中，所以難以把硫設(shè)定為3mass ppm以下。通用電銅的硫濃度上限為12mass ppm。對(duì)于所設(shè)定的氧而言，如上所述，如果氧較少那么半軟化溫度難以降低，所以設(shè)定為超過(guò)2maSS ppm的量。另外，如果氧過(guò)多，那么在熱軋工序中，容易產(chǎn)生表面損傷，所以設(shè)定為30maSS ppm以下。另外，通過(guò)添加元素的添加量以及S的含有量，在具備合金的性質(zhì)的范圍內(nèi)，可以含有超過(guò)2maSS ppm。(2)分散物質(zhì)的限制期望分散粒子的尺寸小且大量分布。其理由在于，由于作為硫析出的位置而起作用，因此要求尺寸小且數(shù)量多。硫和鈦以Ti0、Ti02、TiS、Ti-0-S的形式形成化合物或者凝集物，剩余的Ti和S以固溶體的形式存在。設(shè)定低濃度銅合金材料的TiO的尺寸在200nm以下，TW2為IOOOnm以下，Ti-O-S為300nm以下，分布在晶粒內(nèi)?！熬Я！钡囊馑际倾~的結(jié)晶組織。
其中，由于根據(jù)鑄造時(shí)熔融銅的保持時(shí)間和冷卻狀況，形成的粒子的尺寸會(huì)變化， 所以也有必要設(shè)定鑄造條件。(3)鑄造條件的限制采用SCR連鑄軋制，以鑄錠的加工度為90% (<p30mm) ~ 99.8% ((p5mm)制
造線材，作為一個(gè)例子，有加工度為99. 3%的q>8mm線材的制造方法。(a)熔融爐內(nèi)的熔融銅的溫度設(shè)定為1100°C 1320°C。如果熔融銅的溫度高，那么會(huì)有氣孔增多、發(fā)生損傷、同時(shí)粒子的尺寸增大的傾向，所以設(shè)定為1320°C以下。之所以設(shè)定為1100°C以上，是因?yàn)殂~容易固化、不能夠穩(wěn)定制造，期望鑄造溫度為盡可能低的溫度。(b)對(duì)于熱軋溫度而言，把最初軋輥的溫度設(shè)定為880°C以下，把最終軋輥的溫度設(shè)定為550°C以上。與通常的純銅制造條件不同，由于在熔融銅中的硫的結(jié)晶和在熱軋中的硫的析出是本發(fā)明的課題，所以為了進(jìn)一步減小作為其驅(qū)動(dòng)力的固溶極限，把熔融銅的溫度和熱軋溫度設(shè)定為(a)、(b)是較好的。至于通常的熱軋溫度，最初軋輥的溫度為950°C以下，最終軋輥的溫度為600°C以上；但是為了進(jìn)一步降低固溶極限，在本發(fā)明中最初軋輥的溫度設(shè)定為880°C以下，最終軋輥的溫度設(shè)定為550°C以上。設(shè)定為550°C以上的理由在于，因?yàn)樵谠摐囟纫韵戮€材的損傷較多而不能夠制成為制品。對(duì)于熱軋溫度而言，在最初軋輥的溫度為880°C以下、最終軋輥的溫度為550°C以上的范圍內(nèi)，期望盡可能低。通過(guò)這樣的設(shè)定，直徑cp8mm的線材加工到直徑(p2.6mm時(shí)的半軟化溫度就不用再限定，非常接近于Cu (6N、半軟化溫度130°C )。(C)能夠得到直徑為Cp8mm大小的線材的導(dǎo)電率為98% IACS以上、100% IACS、 甚至為102% IACS的，且冷拔絲加工后的線材(例如cp2.6mm)的半軟化溫度為130°C 148°C的薄合金線或者板狀材料。為了在工業(yè)上使用，對(duì)于從電銅制造的、能夠用于工業(yè)的純度的軟質(zhì)銅線，需要在 98% IACS以上，半軟化溫度從其工業(yè)價(jià)值來(lái)看為148°C以下。在不添加Ti的情況下，為 160 165°C。由于Cu(6N)的半軟化溫度為127 130°C，所以從得到的數(shù)據(jù)出發(fā)設(shè)定臨界值為130°C。本發(fā)明所使用的低濃度銅合金材料與高純銅(6N)相比含有較多不可避免的雜質(zhì)，因此設(shè)定為130°C的臨界值。對(duì)于導(dǎo)電率而言，無(wú)氧銅的水平為101.7% IACS左右，Cu(6N)為102.8% IACSjjf 以希望盡可能地靠近Cu (6N)的導(dǎo)電率。(4)基材銅在轉(zhuǎn)爐中熔融之后，控制其進(jìn)入還原狀態(tài)的通道(樋)。S卩，可以在還原氣體(CO)氣氛下，控制薄合金的構(gòu)成元素的硫濃度、Ti濃度、氧濃度，進(jìn)行鑄造、軋制，穩(wěn)定制造線材。由于銅氧化物的混入、粒子尺寸大，所以品質(zhì)降低。此處，作為添加物選擇Ti的理由如下所述。(a) Ti容易與熔融銅中的硫結(jié)合形成化合物。(b)與Ir等其他添加金屬相比易于加工。(c)與Nb等相比較為便宜。
(d)容易以氧化物為核而析出。通過(guò)上述方法得到的低濃度銅合金材料，能夠減少退火時(shí)的能量，在作為銅線使用時(shí)，能夠得到生產(chǎn)效率高、導(dǎo)電率、半軟化溫度、表面性質(zhì)優(yōu)異的實(shí)用的低濃度銅合金材料。另外，在上述的實(shí)施方式中，以通過(guò)SCR連鑄軋制法制作線材、熱軋制作軟質(zhì)材料為例進(jìn)行了說(shuō)明，但是也可以通過(guò)雙輥連鑄軋制法或者推進(jìn)式連鑄軋制法進(jìn)行制造。另外，通過(guò)圖7說(shuō)明以該低濃度銅合金材料為原材料的本發(fā)明的熔融軟釬料鍍線的制造方法。該鍍線是在其表面上具有鍍層的銅線。該銅線是以上述低濃度銅合金材料為原材料而制作的銅線。另外，作為鍍層，能夠適用錫、鎳、銀為主要成分的物質(zhì)，也可以使用所謂的無(wú)1 鍍。如圖7所示，鍍線的制造方法具有對(duì)以上述的低濃度銅合金材料為原材料而制作的線材2進(jìn)行拔絲的拔絲工序，對(duì)拔絲的線材加進(jìn)行軋制形成扁平導(dǎo)體(軟質(zhì)扁平導(dǎo)體)10的軋制工序，在扁平導(dǎo)體10的表面上形成鍍層的軟釬料鍍敷工序。此處雖然說(shuō)明包含有軋制工序的情況，但是本發(fā)明的熔融軟釬料鍍線的制造方法，也可以是沒有該軋制工序的制造方法。在拔絲工序中使用的拔絲裝置1包括纏繞以上述低濃度銅合金材料為原材料的線材2的送出線軸3，用于對(duì)從該送出線軸3送出的線材2進(jìn)行拔絲的具有多個(gè)拔絲模具4 的拔絲機(jī)5，卷取拔絲后的線材加的卷取線軸6。另外，在對(duì)線材進(jìn)行拔絲的時(shí)候，在拔絲裝置1的內(nèi)部具備圖中未示出的通電加熱裝置，在從送出線軸3送出、把拔絲材料卷取在卷取線軸6上的搬送工序中，也可以與所謂的拔絲工序在同一條生產(chǎn)線上通過(guò)通電退火等處理進(jìn)行退火處理。雖然本發(fā)明的目的是省略最終線徑加工完成之后的退火工序，但是，如上所述，在加工成最終線徑之前的階段中，如果在與拔絲加工同一線上的進(jìn)行退火處理，那么由于是短時(shí)間的處理，所以并不會(huì)在生產(chǎn)率方面產(chǎn)生問(wèn)題。本發(fā)明的主旨并沒有排除實(shí)施這樣的退火工序。在軋制工序中使用的軋制裝置7包括纏繞拔絲后的線材2的送出線軸8(卷取線軸6)，具有對(duì)從該送出線軸8送出的線材加進(jìn)行上下軋制的軋輥9以及將線材加加工成扁平導(dǎo)體10的軋機(jī)11，卷取扁平導(dǎo)體10的卷取線軸12。在軟釬料鍍敷工序中使用的軟釬料鍍裝置13包括把扁平導(dǎo)體10卷取的送出線軸14 (卷取線軸12)，用軟釬料熔融體S所充滿的軟釬料鍍槽15，對(duì)從送出線軸14送出的扁平導(dǎo)體10在軟釬料鍍槽中進(jìn)行導(dǎo)向的多個(gè)滑輪16，、對(duì)通過(guò)軟釬料鍍槽15并在扁平導(dǎo)體 10的表面上形成有鍍層的扁平導(dǎo)體17進(jìn)行卷取的卷曲線軸18。如圖8所示，以前為了制造鍍敷扁平導(dǎo)體19，實(shí)施的制造方法是，把在加工工序 (拔絲工序、軋制工序)中的圓線材料20加工成扁平狀(扁平導(dǎo)體21)，在對(duì)線材實(shí)施最終加工之后，通過(guò)退火工序(熱處理工序)，浸漬于軟釬料鍍槽15形成鍍敷復(fù)合材料(扁平導(dǎo)體 19)。但是，加工工序中加工的材料20，會(huì)加工硬化，必須在后續(xù)的退火工序中進(jìn)行軟質(zhì)化。在退火工序中，使用管狀爐22或者間歇式爐23對(duì)扁平導(dǎo)體21進(jìn)行退火處理。因此， 具有制造成本高、經(jīng)濟(jì)性、生產(chǎn)率方面都有問(wèn)題。
8
與此相對(duì)，如上所述，如果使用本發(fā)明的熔融軟釬料鍍線的制造方法，由于使用半軟化溫度低的原材料，所以在制造熔融軟釬料鍍線時(shí)，經(jīng)過(guò)作為最終拉絲加工的加工工序后，通過(guò)將扁平導(dǎo)體浸漬于軟釬料鍍槽15而可以使扁平導(dǎo)體軟質(zhì)化，與以往的制造方法相比不需另外設(shè)置退火工序而將其省略，從而可以降低制造成本，提高生產(chǎn)性。。另外，根據(jù)本發(fā)明，基于后述的表3和表4所示的數(shù)據(jù)，與使用無(wú)氧銅(OFC)的情況相比、在制造軟質(zhì)銅線的過(guò)程中，能夠更短時(shí)間地進(jìn)行在軟釬料鍍槽中的浸漬，而且能夠進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)鍍敷生產(chǎn)線增速化。表 1
實(shí)驗(yàn)材料氧濃度 (mass ppm)S濃度 (mass ppm)Ti濃度 (mass ppm)cp2.6mm 半軟化溫度 (°C)<p2.6mm 軟質(zhì)材料導(dǎo)電率 (%IACS)分散粒子尺寸評(píng)價(jià)綜合評(píng)價(jià)比較材料1 (小型連詩(shī)機(jī))1 ~不足250215 χ101.7OX1~不足257168 χ101.5OX1~不足2513160 χ100.9OX卜不足2515173 χ100.5OX1 ~不足2518190 χ99.6OX比較材料 2(SCR)7~830164 χ102.2OX7-852157 χ102.1OO實(shí)施材料1 (SCR)7~854148 ο102.1OO7~8510135 ο102.2OO7-8513134 ο102.4OO7-8520130 ο102.2OO7-8525132 ο102OO7~8530133 ο101.4OO7~8537134 ο101.1OO7~8540135 ο99.6OO7~8555148 ο98.2OO比較材料3 (SCR)7-8560155 χ97.7X表面性質(zhì)惡劣X實(shí)施材料2 (SCR)不足2，難以穩(wěn)定控制513145 ο102.1OΔ2-3511133 ο102.2OO3512133 ο102.2OO30510134 ο102OO比較材料4 (SCR)40514134 ο101.8X表面質(zhì)惡劣X實(shí)施材料3 (SCR)7~824134 ο102.2OO7-81013135 ο102.3OO7-81214136 ο102.2OO7-81119133 ο102.4OO7-81220133 ο102.4OO比較材料57~81813162 χ101.5OX比較材料6(Cu(6N))127- 130 ο102.8無(wú)- 首先，作為實(shí)施材料，表1中所示的氧濃度、硫濃度、Ti濃度分別制作(p8mm的銅線(線材)，加工度99.3%。Cp8mm的銅線是通過(guò)SCR連鑄軋制、實(shí)施熱軋加工之后的銅線。對(duì)于Ti，把在轉(zhuǎn)爐中熔融的銅熔融體在還原氣體氣氛下流入通道(樋)，把流入通道的銅熔融體導(dǎo)入到相同還原氣體氣氛的鑄造罐中，在該鑄造罐中，添加Ti之后，通過(guò)噴嘴在形成于鑄造輪(鑄造輪)和無(wú)接頭皮帶(無(wú)端 > 卜)之間的鑄模作成鑄錠。對(duì)該鑄錠進(jìn)行熱軋加工制成(p8mm的銅線。對(duì)該實(shí)施材料進(jìn)行冷拔絲，測(cè)定尺寸為cp2.6mm的半軟化溫度和導(dǎo)電率，另外，評(píng)價(jià)(p8mm的銅線中的分散粒子的尺寸。氧濃度通過(guò)氧分析器(力可(Leco ；商標(biāo))氧分析器)來(lái)測(cè)定。對(duì)于硫、Ti各自的濃度，是ICP發(fā)光分光光譜儀分析所得的結(jié)果。至于尺寸為cp2.6mm的半軟化溫度的測(cè)定，在400°C以下的各溫度下保持1小時(shí)之后，在水中急劇冷卻，實(shí)施拉伸試驗(yàn)，求出其結(jié)果。使用在室溫下的拉伸試驗(yàn)結(jié)果和在 400°C的1小時(shí)油浴熱處理之后的軟質(zhì)銅線的拉伸試驗(yàn)結(jié)果來(lái)求出，與拉伸強(qiáng)度的差的一半的值所表示的強(qiáng)度所對(duì)應(yīng)的溫度，定義求出半軟化溫度。期望分散粒子的尺寸小且大量分布。其理由在于，作為硫析出的位置而起作用，要求尺寸小且數(shù)目多。即，將直徑500nm以下的分散粒子為90%以上的情況設(shè)定為合格。此處所謂的“尺寸”是化合物的尺寸，是指化合物的形狀的長(zhǎng)徑和短徑中的長(zhǎng)徑的尺寸。另外， 所謂“粒子”，表示的是TiO、TiO2, TiS、Ti-0-S。另外，所謂“90% ”，是指相對(duì)于全體的粒子數(shù)的該粒子數(shù)的比例。在表1中，比較材料1是在實(shí)驗(yàn)室中在Ar氣氛下制備的直徑為cp8mm的銅線的結(jié)果，在銅熔融體中添加0 18mass ppm的Ti所得到的材料。在添加有Ti的情況中，相對(duì)于Ti添加量為0的半軟化溫度215°C，13massppm的情況最小，下降到了 160，15、18maSS ppm的添加則較高，不能夠得到期望的半軟化溫度148°C 以下。但是，作為工業(yè)上希望的導(dǎo)電率為98% IACS以上，雖然能夠滿足，但是綜合評(píng)價(jià)為X。因此，在后續(xù)的SCR連鑄軋制法中，把氧濃度調(diào)整為7 8maSS ppm，進(jìn)行(p8mm 銅線(線材)的制作。比較材料2是SCR連鑄軋制法制作之中Ti濃度少的材料(0，2mass ppm)，導(dǎo)電率為102% IACS以上，但是由于半軟化溫度為164、157°C，不能夠滿足所要求的148°C以下，所以綜合評(píng)價(jià)為X。關(guān)于實(shí)施材料1，是氧濃度和硫濃度大致一定(7 8mass ppm、5massppm)、Ti濃度不同G 55maSS ppm)試驗(yàn)材料的結(jié)果。在Ti濃度為4 55maSS ppm的范圍內(nèi)，半軟化溫度為148°C以下，導(dǎo)電率也為 98% IACS以上、102% IACS以上，分散粒子尺寸也是500nm以下的粒子為90%以上，是良好的。而且，線材的表面也很清潔，滿足了各項(xiàng)制品性能(綜合評(píng)價(jià)為〇)。此處，滿足導(dǎo)電率100% IACS以上的是Ti濃度為4 37maSS ppm的時(shí)候；滿足 102% IACS的是Ti濃度為4 25mass ppm的時(shí)候。Ti濃度為13mass ppm時(shí)的導(dǎo)電率為最大值，顯示為102.4% IACS ；在該濃度的附近，導(dǎo)電率為稍低的值。這是因?yàn)?，在Ti為 13mass ppm時(shí)，通過(guò)捕捉銅中的硫成分形成化合物，顯示出了在高純度銅(6N)附近的導(dǎo)電率。因此，通過(guò)提高氧濃度、添加Ti，能夠同時(shí)滿足半軟化溫度和導(dǎo)電率這兩個(gè)方面。比較材料3是把Ti濃度提高到60maSS ppm的試驗(yàn)材料。該比較材料3，導(dǎo)電率滿足要求，但是半軟化溫度在148°C以上，不能夠滿足制品性能。另外線材的表面損傷也很多，所以難以作為制品。因此，Ti的添加量?jī)?yōu)選為不到60maSS ppm。下面是關(guān)于實(shí)施材料2，是把硫濃度設(shè)定為5mass ppm，把Ti濃度設(shè)定為13 IOmass ppm,改變氧濃度，來(lái)研究氧濃度的影響的試驗(yàn)材料。
10
關(guān)于氧濃度，從超過(guò)2但為30maSS ppm以下，是濃度明顯不同的試驗(yàn)材料。其中， 在氧不到2maSS ppm的情況下，由于難以生產(chǎn)、不能夠穩(wěn)定制造，所以綜合評(píng)價(jià)為Δ。另外， 還可以看出，即使氧濃度高到30maSS ppm，依然能夠滿足半軟化溫度和導(dǎo)電率這兩個(gè)方面。另外，如比較材料4所示，在氧為40maSS ppm的情況下，線材表面的擦傷多、不能夠作為制品。因此，通過(guò)把氧濃度設(shè)定為超過(guò)2但為30maSS ppm以下的范圍，能夠滿足半軟化溫度、導(dǎo)電率為102% IACS以上、分散粒子尺寸各方面的性能；而且線材的表面也比較清潔，制品的各方面性能得到滿足。接下來(lái)的實(shí)施材料3，是分別把氧濃度和硫濃度設(shè)定為比較接近的濃度，把Ti濃度在4 20maSS ppm變化的試驗(yàn)材料的例子。在該實(shí)施例3中，是硫小于2maSS ppm的試驗(yàn)材料，從原料方面不能夠?qū)崿F(xiàn)，通過(guò)控制Ti和硫的濃度，能夠滿足半軟化溫度和導(dǎo)電率這兩個(gè)方面。比較例5的硫濃度為18mass ppm, Ti濃度為13mass ppm，在此情況下，半軟化溫度為162°C，半軟化溫度高而不能夠滿足必要特性。另外，特別是由于線材的表面性質(zhì)惡劣， 所以難以制品化。綜上可知，在硫濃度為2 12maSS ppm的情況下，也可以滿足半軟化溫度、導(dǎo)電率 102% IACS以上、分散粒子尺寸各方面的特性，線材的表面也清潔，滿足全部的制品性能。另外，作為比較材料6示出了使用Cu(6N)的研究結(jié)果，半軟化溫度為127 130°C，導(dǎo)電率也為102. 8% IACS，分散粒子尺寸為500nm以下的粒子則完全沒有得到確認(rèn)。
權(quán)利要求
1.一種熔融軟釬料鍍線的制造方法，其特征在于，具有對(duì)于在含有不可避免的雜質(zhì)的純銅中含有2 12mass ppm的硫和超過(guò)2但為30maSS ppm以下的氧以及4 55maSS ppm的鈦的低濃度銅合金材料，實(shí)施拔絲加工至最終線徑，制作拔絲材料的工序；通過(guò)將該拔絲材料浸漬于熔融軟釬料鍍槽中，從而在拔絲材料的表面上形成熔融軟釬料鍍層的熔融軟釬料鍍敷工序；通過(guò)熔融軟釬料鍍敷工序的熱量，使得拔絲材料改性為軟質(zhì)銅線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熔融軟釬料鍍線的制造方法，其特征在于，拔絲加工至前述最終線徑時(shí)的加工度為50%以上，前述熔融軟釬料鍍槽的鍍敷溫度為260°C 300°C，浸漬時(shí)間為2 5秒。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熔融軟釬料鍍線的制造方法，其特征在于，拔絲加工至前述最終線徑時(shí)的加工度為50%以上，所述熔融軟釬料鍍槽的鍍敷溫度為超過(guò)300°C但為 380°C以下，浸漬時(shí)間為1秒以下。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熔融軟釬料鍍線的制造方法，其特征在于，拔絲加工至前述最終線徑時(shí)的加工度為不到50%，所述熔融軟釬料鍍槽的鍍敷溫度為280°C 380°C，浸漬時(shí)間為1 10秒。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 4中任意一項(xiàng)所述的熔融軟釬料鍍線的制造方法，其特征在于，在實(shí)施拔絲加工至前述最終線徑之前，具有對(duì)由低濃度銅合金材料構(gòu)成的粗軋線進(jìn)行拔絲加工，在該拔絲加工之后對(duì)其進(jìn)行通電退火的工序。
6.根據(jù)權(quán)利要求1 5中任意一項(xiàng)所述的熔融軟釬料鍍線的制造方法，其特征在于，在前述熔融軟釬料鍍敷工序之前，具有通過(guò)軋制加工把該拔絲材料形成扁平狀的軋制加工工序。
7.根據(jù)權(quán)利要求1 6中任意一項(xiàng)所述的熔融軟釬料鍍線的制造方法，其特征在于，前述低濃度銅合金材料為前述硫和前述鈦以Ti0、Ti0X、TiS、Ti-0_S的形式形成化合物或者凝集物，剩余的前述鈦和前述硫以固溶體的形式存在的低濃度銅合金材料。
8.根據(jù)權(quán)利要求1 7中任意一項(xiàng)所述的熔融軟釬料鍍線的制造方法，其特征在于，前述低濃度銅合金材料為前述TiO的尺寸為200nm以下、前述TW2為IOOOnm以下、前述TiS 為200nm以下、前述Ti-O-S為300nm以下并分布在晶粒內(nèi)，500nm以下的粒子為90%以上的低濃度銅合金材料。
全文摘要
本發(fā)明提供一種熔融軟釬料鍍線的制造方法，與使用無(wú)氧銅(OFC)的情況相比，在制造軟質(zhì)銅線的過(guò)程中能夠更短時(shí)間地進(jìn)行在軟釬料鍍槽中的浸漬，而且能夠進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)鍍敷生產(chǎn)線的增速化。該熔融軟釬料鍍線的制造方法具有對(duì)于在含有不可避免的雜質(zhì)的純銅中含有2～12mass ppm的硫和超過(guò)2但為30mass ppm以下的氧以及4～55mass ppm的鈦的低濃度銅合金材料，實(shí)施拔絲加工至最終線徑，制作拔絲材料的工序；通過(guò)將該拔絲材料浸漬于熔融軟釬料鍍槽中在拔絲材料的表面上形成熔融軟釬料鍍層的熔融軟釬料鍍敷工序；通過(guò)熔融軟釬料鍍敷工序的熱量，使得拔絲材料改性為軟質(zhì)銅線。
文檔編號(hào)H01B13/00GK102214503SQ20111005662
公開日2011年10月12日 申請(qǐng)日期2011年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月2日
發(fā)明者岡田良平, 山本哲弘, 澤畠勝憲, 紀(jì)本國(guó)明, 青山正義, 鷲見亨 申請(qǐng)人:日立制線株式會(huì)社, 日立電線株式會(huì)社