銅合金線材及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明的銅合金線材具備銅母相、與分散在該銅母相中并包含Cu8Zr3和Cu的短纖維狀復(fù)合相，以0.2at%以上1.0at%以下的范圍包含Zr。該銅合金線材可以通過如下方法獲得，所述方法包含下述工序：熔解工序，以成為以0.2at%以上1.0at%以下的范圍包含Zr的銅合金的方式將原料熔解而獲得熔液，鑄造工序，將熔液進行鑄造而獲得鑄塊，拉絲工序，將鑄塊進行冷拉絲加工，拉絲工序和拉絲工序后的處理以低于500℃進行。
【專利說明】銅合金線材及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及銅合金線材及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]以往，作為線材用的銅合金，已知Cu-Zr系的銅合金。例如，專利文獻1、2中，提出了一種銅合金線材，通過對包含0.01~0.50質(zhì)量％的Zr的材料進行固溶處理同時進行拉絲加工直到最終線徑后進行規(guī)定的時效處理而提高了電導(dǎo)率和拉伸強度。這些銅合金線材，在Cu母相內(nèi)使Cu3Zr析出而實現(xiàn)了高強度化。此外，專利文獻3、4中，提出了一種銅合金，對包含0.005~0.5質(zhì)量％的Zr和0.001~0.3質(zhì)量％的Co的材料進行熱軋的同時進行固溶處理，然后進行冷軋，進而對冷軋后的母材進行熱處理，從而提高了強度、電導(dǎo)率。此外，非專利文獻I中，提出了一種銅合金線材，熔制包含0.33~2.97質(zhì)量％的Zr的銅合金，通過熱軋與固溶處理與時效處理的組合而同時實現(xiàn)析出固化與Cu3Zr分散固化，形成高強度同時不怎么損害導(dǎo)電性。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0004]專利文獻
[0005]專利文獻1:日本特開平11-256295號公報
[0006]專利文獻2:日本特開2000-160311號公報
[0007]專利文獻3:日本特開2010-222624號公報
[0008]專利文獻4:日本特開2011-58029號公報
[0009]非專利文獻
[0010]非專利文獻1:日本金屬學(xué)會志(1966)，第30卷，32-37頁
【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]發(fā)明所要解決的課題
[0012]然而，專利文獻I~4和非專利文獻I的銅合金線材，不是兼有70%IACS以上的高電導(dǎo)率與700MPa以上的高拉伸強度的銅合金線材。因此，期望可以同時提高電導(dǎo)率與拉伸強度的銅合金線材。
[0013]本發(fā)明是為了解決這樣的課題而提出的，其主要目的是提供可以兼有70%IACS以上的電導(dǎo)率與700MPa以上的拉伸強度的銅合金線材。
[0014]用于解決課題的手段
[0015]為了實現(xiàn)上述目的而進行了深入研究，結(jié)果，本發(fā)明人等發(fā)現(xiàn)，具備銅母相、與分散在該銅母相中并包含Cu8Zr3和Cu的纖維狀復(fù)合相，以0.2at%以上1.0at%以下的范圍包含Zr時，可以同時提高電導(dǎo)率和拉伸強度，從而完成了本發(fā)明。
[0016]即，本發(fā)明的銅合金線材具備銅母相、與分散在該銅母相中并包含Cu8Zr3和Cu的短纖維狀復(fù)合相，以0.2at%以上1.0at%以下的范圍包含Zr。
[0017]該銅合金線材，可以兼有70%IACS以上的電導(dǎo)率與700MPa以上的拉伸強度。獲得這樣的效果的理由尚不確定，推測是因為包含Cu8Zr3和Cu的復(fù)合相在銅母相中以適當(dāng)狀態(tài)存在。
[0018]此外，本發(fā)明的銅合金線材的制造方法包含下述工序:熔解工序，以成為以
0.2at%以上1.0at%以下的范圍包含Zr的銅合金的方式將原料進行熔解而獲得熔液；鑄造工序，將上述熔液進行鑄造而獲得鑄塊；拉絲工序，將上述鑄塊進行冷拉絲加工，上述拉絲工序和拉絲工序后的處理以低于500°C進行。
[0019]根據(jù)該制造方法，可以比較容易地制造上述的本發(fā)明的銅合金線材。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是實施例12的縱截面(a)和橫截面(b)的SEM照片。
[0021]圖2是實施例13的縱截面(a)和橫截面(b)的SEM照片。
[0022]圖3是比較例5的縱截面(a)和橫截面(b)的SEM照片。
[0023]圖4是實施例12的STEM照片。
[0024]圖5是圖4的各點(I~3)的EDX分析結(jié)果。
[0025]圖6是圖4的點2的NBD解析結(jié)果。
[0026]圖7是實施例13的STEM照片。
`[0027]圖8是圖7的各點(I~3)的EDX分析結(jié)果。
[0028]圖9是圖7的點I的NBD解析結(jié)果。
[0029]圖10是比較例5的STEM照片。
[0030]圖11是圖10的各點(I~3)的EDX分析結(jié)果。
[0031]圖12是圖10的點I的NBD解析結(jié)果。
[0032]圖13是顯示拉絲后的保持溫度與拉伸強度和電導(dǎo)率之間的關(guān)系的圖。
【具體實施方式】
[0033]本發(fā)明的銅合金線材具備銅母相、與分散在該銅母相中的短纖維狀復(fù)合相。如果對該銅合金線材用掃描型電子顯微鏡(SEM)觀察反射電子像，則銅母相與復(fù)合相相比看起來黑，復(fù)合相與銅母相相比看起來白。
[0034]可以認(rèn)為銅母相來源于初晶銅。初晶銅中，可以考慮到極少的Zr的固溶，但是大部分幾乎不含銅以外的成分，因此可以認(rèn)為銅母相的電導(dǎo)率為接近于100%IACS的值。另外，這里所謂電導(dǎo)率，是利用將退火了的純銅的電導(dǎo)率設(shè)為100%時的相對比來表示電導(dǎo)率，作為單位，使用％IACS (以下相同)。
[0035]復(fù)合相包含Cu8Zr3和Cu而構(gòu)成?？梢哉J(rèn)為該復(fù)合相主要來源于在初晶銅中結(jié)晶了的共晶相，使該共晶相通過拉絲加工進行變形或進行相變等來生成。該復(fù)合相為短纖維狀，通過分散在銅母相中，從而與沒有復(fù)合相的情況相比可以提高拉伸強度。這里，所謂短纖維狀，例如，當(dāng)對線材的縱截面進行觀察時，如果將復(fù)合相的拉絲方向的長度設(shè)為L，將與拉絲方向正交的方向的長度(粗度)設(shè)為T，則可以滿足1.5 <L/T< 17.9。如果L/T為1.5以上，則可以認(rèn)為通過冷強加工而形成了 Cu8Ziv此外，如果L/T小于17.9，則銅母相與復(fù)合相不形成層狀，復(fù)合相可以分散在銅母相中。其中，復(fù)合相優(yōu)選滿足1.5 ^ L/T ^ 10.0。此外，當(dāng)對線材的截面進行觀察時，線材的整個截面中的該復(fù)合相的面積率優(yōu)選為0.5%以上5%以下。如果為0.5%以上，則可獲得提高拉伸強度的效果，如果為5%以下，則可以抑制電導(dǎo)率的降低。復(fù)合相只要分散在銅母相中即可，但認(rèn)為細(xì)細(xì)地分散時可以進一步提高拉伸強度，此外可以抑制電導(dǎo)率的降低，因此優(yōu)選。另外，求算上述的L/T、復(fù)合相的比例時，優(yōu)選用SEM以1000倍左右的倍率進行觀察而求算。在SEM照片中對比度不明確的情況下，可以進行二值化等進行觀察。二值化時，可以使用本領(lǐng)域技術(shù)人員通常使用的閾值。
[0036]復(fù)合相是否包含Cu8Zr3可以由NBD (納米電子射線衍射)解析結(jié)果來判斷。例如，由用NBD觀察到的衍射圖案中除了 Cu的衍射圖案以外的代表性的3個衍射圖案分別求出的晶格常數(shù)(這里設(shè)為屯、d2、d3)分別與Cu8Zr3的任一晶格面的晶格面間隔一致的情況下，可以說存在Cu8Ziv這里，所謂晶格常數(shù)與Cu8Zr3的晶格面間隔一致，是指兩者的差為士 0.05 A以內(nèi)。作為參考，例示Cu8Zr3的各晶格面間隔。Cu8Zr3的(021)面的晶格面間隔為3.775A,(121)面的晶格面間隔為3.403A，(213)面的晶格面間隔為2.426A,(200)面的晶格面間隔為3.935 A, (022)面的晶格面間隔為3.158 A，(401)面的晶格面間隔為
1.930A，(312)面的晶格面間隔為2.233 A，(512)面的晶格面間隔為1.476A。另外，作為NBD的解析所用的試樣，可以使用利用Ar離子研磨法變細(xì)的線材。另外，該復(fù)合相可以包含例如Cu5Zr、Cu9Zr2等,但Cu8Zr3和Cu以外越少越優(yōu)選,更優(yōu)選由Cu8Zr3和Cu構(gòu)成。
[0037]本發(fā)明的銅合金線材以0.2at%以上1.0at%以下的范圍包含Zr。剩余部分可以包含Cu以外的元素，但優(yōu)選由Cu和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成，優(yōu)選不可避免的雜質(zhì)盡可能少。即，優(yōu)選為Cu-Zr 二元系合金，以組成式Cu1(l(l_xZrx表示并且式中的x為0.2以上1.0以下。Zr的比例只要為0.2at%以上1.0at%以下即可，但更優(yōu)選為0.36at%以上1.0at%以下。如果Zr為0.20at%以上，則可以通過復(fù)合相的結(jié)晶來提高強度，如果為1.00at%以下，則電導(dǎo)率低的復(fù)合相不會變得過多，電導(dǎo)率不易降低。特別是，如果為組成式Cu1(l(l_xZrx所示的二元系合金組成，則在可以更容易地獲得適量的復(fù)合相方面是優(yōu)選的。此外，如果為二元系合金組成，則在可以容易地進行再利用在制造中途衍生的制品外的原材料屑、超過耐用年數(shù)而進行廢料處理的部件屑作為再熔解原料時的管理方面是優(yōu)選的。
`[0038]本發(fā)明的銅合金線材，可以兼有70%IACS以上的電導(dǎo)率與700MPa以上的拉伸強度。此外，根據(jù)組成、組織控制，可以兼有80%IACS以上的電導(dǎo)率和800MPa以上的拉伸強度。例如，如果提高Zr的比率(at%)、或提高拉絲加工度Π，則可以增大拉伸強度。此外，由于復(fù)合相與銅母相相比電導(dǎo)率低，因此通過減少這樣的復(fù)合相的面積率可以提高電導(dǎo)率。此外，這樣的復(fù)合相不與銅母相構(gòu)成層而要分散在銅母相中，可以通過減小L/T的值提高電導(dǎo)率。
[0039]接下來，對本發(fā)明的銅合金線材的制造方法進行說明。本發(fā)明的銅合金線材的制造方法可以包含下述工序:(I)熔解工序，將原料熔解而獲得熔液，(2)鑄造工序，將熔液進行鑄造而獲得鑄塊，(3)拉絲工序，將鑄塊進行冷拉絲。以下，對這些各工序按照順序進行說明。
[0040]( I)熔解工序
[0041]該熔解工序中，進行將原料熔解而獲得熔液的處理。原料只要是可以獲得以
0.2at%以上1.0at%以下的范圍包含Zr的銅合金的原料即可，可以使用合金，也可以使用純金屬。該原料優(yōu)選為不包含Cu和Zr以外的原料。其原因是，可以進一步抑制電導(dǎo)率的降低。熔解方法不特別限定，可以為通常的高頻感應(yīng)熔解法、低頻感應(yīng)熔解法、電弧熔解法、電子束熔解法等，也可以為懸浮熔解法等。其中，優(yōu)選使用高頻感應(yīng)熔解法或懸浮熔解法。高頻感應(yīng)熔解法，可以一次熔解大量的量。懸浮熔解法，由于使熔融金屬浮起而熔解，因此可以進一步抑制來自坩堝等的雜質(zhì)的混入。熔解氣氛優(yōu)選為真空氣氛或非活性氣氛。非活性氣氛只要是不對合金組成帶來影響的氣體氣氛即可，可以為例如氮氣氣氛、氦氣氣氛、氬氣氣氛等。其中，優(yōu)選使用氬氣氣氛。
[0042](2)鑄造工序
[0043]該工序中，進行下述處理:將熔液澆注到鑄型，進行鑄造而獲得鑄塊。鑄造方法沒有特別限定，但可以為例如模具鑄造法、低壓鑄造法等，也可以為普通壓鑄法、模壓鑄造法、真空壓鑄法等壓鑄法。此外，可以為連續(xù)鑄造法。使用于鑄造的鑄型可以為純銅制、銅合金制、合金鋼制等。其中，純銅制的鑄型，由于可以加快冷卻速度，因此可以提高復(fù)合相的分散度。鑄型的結(jié)構(gòu)沒有特別限定，但可以在鑄型內(nèi)部設(shè)置水冷管而調(diào)整冷卻速度。所得的鑄塊的形狀沒有特別限定，但優(yōu)選為細(xì)長的棒狀。其原因是，可以進一步加快冷卻速度。其中，優(yōu)選為圓棒狀。其原因是，可以獲得更均勻的鑄造組織。
[0044](3)拉絲工序
[0045]該工序中，進行用于將鑄塊進行拉絲處理而獲得銅合金線材的處理。這里，所謂冷，是指不加熱，表示在常溫加工。由于這樣地進行冷拉絲加工，因此可以抑制組織的再結(jié)晶、恢復(fù)，可以增大復(fù)合相的縱橫尺寸比。拉絲方法沒有特別限定，除了孔模拉拔、輥模拉拔等拉拔以外，可舉出擠出、鍛造、槽輥加工等。拉絲方法優(yōu)選為通過在與軸平行的方向施加剪切力而使原材料發(fā)生剪切滑動變形的方法(例如拉拔)。本說明書中，將這樣的拉絲加工也稱為剪切拉絲加工。其原因是認(rèn)為在剪切拉絲加工中由于伴隨剪切滑動變形的大應(yīng)變而確實地獲得Cu8Ziv例如，可以通過進行一邊在與模的接觸面受到摩擦一邊在模中拉通材料的單純剪切變形等而賦予剪切滑動變形。在使用模的情況下，可以使用尺寸不同的多個模，進行拉拔加工直到最終線徑。如果是這樣，則在拉絲中途不易斷線。拉絲模的孔沒有必要限定于圓形，可以使用角線用模、異形用模、管用模等。此外，在拉絲加工與拉絲加工之間，可以在比拉絲加工時的溫度高且不超過500°C的溫度下進行I秒以上60秒以下的加熱處理。如果加熱I秒以上，則可以期待應(yīng)力消除的效果，拉絲加工變得容易。此外，如果為60秒以下的加熱，則再結(jié)晶、恢復(fù)不易發(fā)生。另外，在進行這樣的加熱處理的情況下，優(yōu)選在加熱處理后，通過施加大應(yīng)變的剪切變形的模拉絲加工而進行達到最終線徑的精加工的拉絲加工。
[0046]拉絲工序中，優(yōu)選進行加工使得加工度η為5.0以上12.0以下。如果是這樣，則可以認(rèn)為可更確實地獲得Cu8Ziv此外，可以認(rèn)為復(fù)合相易于變成短纖維狀，易于分散在銅母相中。這里，加工度η是，由拉絲加工前的截面積Atl (mm2)和拉絲加工后的截面積A(mm2),通過η = In (AQ/A)的式子而求出的值。
[0047]本申請的制造方法中，拉絲工序和拉絲工序后的處理以低于500°C進行。其原因是，可抑制再結(jié)晶、恢復(fù)，可抑制復(fù)合相不再是短纖維狀。
[0048]該制造方法中，可以獲得上述的本發(fā)明的銅合金線材。
[0049]另外，本發(fā)明不受上述實施方式任何限定，只要屬于本發(fā)明的技術(shù)范圍，則當(dāng)然可以以各種形式實施。[0050]上述的實施方式中，銅合金線材的制造方法包含熔解工序、鑄造工序、拉絲工序，但也可以包含除此以外的工序。例如，在熔解工序與鑄造工序之間，可以包含作為保持熔液的工序的保持工序。如果包含保持工序，則在熔解工序和鑄造工序的處理能力不同的情況下可以通過保持工序來調(diào)整，因此可以提高操作效率。此外，如果通過保持工序來進行成分調(diào)整，則可以更容易地進行微調(diào)整。此外，在鑄造工序與拉絲工序之間，可以包含冷卻鑄塊的冷卻工序。如果是這樣，則可以縮短從鑄造到拉絲的時間。此外，在鑄造工序與拉絲工序之間，可以包含磨削鑄塊的鑄件表面的面削工序。如果是這樣，則可以抑制起因于鑄件表面的凹凸的拉絲中的斷線、成型不良。此外，在鑄造工序與拉絲工序之間，可以包含在不發(fā)生再結(jié)晶的條件(溫度范圍、時間)下進行加熱的均質(zhì)化處理工序。均質(zhì)化處理可以為例如在5500C以上800°C以下的溫度進行I分鐘以上60分鐘以下加熱的處理。如果進行均質(zhì)化處理，則可以提高復(fù)合相的分散度，因此認(rèn)為可以抑制拉絲加工中的斷線、或提高所得的線材的拉伸強度。此外，在拉絲工序之后，可以包含進行使線材發(fā)生平面應(yīng)變變形的平線軋制的軋制工序。如果是這樣，例如，可以容易使圓形截面的銅合金線材為扁平截面的銅合金線材(以下也稱為扁平線)。如果為扁平線，則在用于卷線的情況下，與圓形截面的線材相比，可以提高卷線密度。平線軋制中，當(dāng)將寬度(橫截面的長邊的長度)設(shè)為1，將厚度(橫截面的短邊的長度)設(shè)為2t時，優(yōu)選在l/2t所示的縱橫尺寸比為5.0以上30以下的條件下進行。其原因是，如果使縱橫尺寸比為5.0以上，則橫截面的形狀變成大致矩形，當(dāng)將橫截面的四個角的曲率半徑設(shè)為R并將橫截面的短邊的長度設(shè)為2t時R/t所示的直角度變大，四個角不易殘留大曲率。此外，其原因是，如果縱橫尺寸比為30以下，則可以防止扁平線的側(cè)面由于變形開裂等而粗糙。此外，其原因是，如果縱橫尺寸比為30以下，則不會多次反復(fù)進行軋制道次，即使是I次軋制道次也可以精度好地軋制。此外，平線軋制優(yōu)選以扁平線的每1000mm長度的寬度I的尺寸精度為±2%以下的方式進行軋制。如果是這樣，則扁平線的平直度高，進行卷線時容易進行排列著進行卷繞的排列卷繞。此外，平線軋制中，優(yōu)選使橫截面的厚度2t為0.01Omm以上0.200mm以下。0.01Omm是通常的軋制方法中與軋制限度接近的厚度。其原因是，使扁平線的厚度為0.200mm以下那樣的軋制可以比較容易地獲得厚度穩(wěn)定的扁平線，此外，可以增大直角度。該平線軋制優(yōu)選為僅I次冷軋道次。其原因是，如果進行多次平線軋制，則軋制后的扁平線在卷繞時平直度易于失去，即使控制卷繞壓力等也難以確保平直度。此外，從軋制前的線材的拉伸強度、電導(dǎo)率等特性不易變化方面，尺寸管理的容易性方面，由工序簡單帶來的生產(chǎn)性的提高方面來看，軋制道次優(yōu)選僅為I次。與通常的平板的軋制同樣地，平線軋制可以在軋制機的前后承受張力的同時，使用配置有I對軋制輥的2段軋制機等來進行。
[0051]上述的實施方式中，銅合金線材的制造方法將熔解工序、鑄造工序、拉絲工序記載為單獨的工序，也可以如作為銅線等的連貫制法而使用的連續(xù)鑄造拉絲加工那樣，為各工序的界限不明確的、連續(xù)的制造方法。如果是這樣，則可以更高效率地獲得銅合金線材。
[0052]實施例
[0053]以下，將制造本發(fā)明的銅合金線材的具體例作為實施例進行說明。
[0054][線材的制作] [0055](實施例1)
[0056]首先，將以成為由Zr0.20at%和剩余部分Cu構(gòu)成的Cu-Zr 二元系合金的方式稱量的原料加入到石英管內(nèi)，在進行了 Ar氣置換的腔室內(nèi)進行高頻感應(yīng)熔解。將充分地熔解而獲得的熔液澆注到純銅鑄型中，鑄造直徑12mm、長度約180mm的圓棒鑄塊。接下來，將冷卻至室溫的圓棒鑄塊，進行面削加工直到直徑為I Imm,除去鑄件表面的凹凸。接著，在常溫，通過孔徑依次變小的20~40個模而以拉絲后的線材的直徑(拉絲直徑)成為0.040mm的方式進行拉絲加工而獲得實施例1的線材。另外，用于拉絲的模是，在中央設(shè)置有?？祝ㄟ^依次通過孔徑不同的多個模進行利用剪切進行的拉絲加工。
[0057](實施例2~14)
[0058]使用表1所示的原料組成的鑄造原材料，進行拉絲直到成為表1所示的拉絲直徑，除此以外，經(jīng)過與實施例1同樣的工序而獲得實施例2~14的線材。
[0059](比較例I~4)
[0060]使用表1所示的原料組成的鑄造原材料，進行拉絲以成為表1所示的拉絲直徑，除此以外，經(jīng)過與實施例1同樣的工序而獲得比較例I~4的線材。
[0061](實施例15~17)
[0062]使用比較例5的線材，此外，以成為表2所示的尺寸的方式在室溫進行軋制道次I次的平線軋制，獲得實施例15~17的線材。
[0063](實施例18~21)
[0064]將實施例13的線材在100°C、200°C、30(rC、40(rC保持I小時，分別作為實施例
18 ~21。
[0065](比較例5~8)
[0066]將實施例13的線材在500°C、550°C、60(rC、65(rC保持I小時，分別作為比較例
5~8。
[0067][拉絲加工度的導(dǎo)出]
[0068]拉絲加工度(η )，由拉絲加工前的截面積AJmm2)和拉絲加工后的截面積A(mm2)，通過η = In (Α0/Α)的式子求出。
[0069][復(fù)合相的面積率的導(dǎo)出]
[0070]復(fù)合相的面積率如下導(dǎo)出。首先，使用SEM以1000倍以上的倍率觀察線材的橫截面。而且,在包括整個截面的視場、或包含截面中心的50 μ mX 50 μ m的視場中，通過圖像解析求出與母相相比看起來白的復(fù)合相的比例。
[0071][復(fù)合相的縱橫尺寸比L/T的導(dǎo)出]
[0072]復(fù)合相的縱橫尺寸比L/T如下導(dǎo)出。首先，使用SEM以1000倍以上的倍率觀察線材的縱截面，在至少50 μ mX 100 μ m的視場,任意地選擇30處扁平狀地看起來白的復(fù)合相。進而，測定各復(fù)合相的拉絲方向的長度L和與拉絲方向正交的方向的長度(粗度)T而計算L/T，將其平均值設(shè)為縱橫尺寸比L/T。
[0073][Cu8Zr3 的鑒定]
[0074]Cu8Zr3的鑒定如下進行。首先，關(guān)于各線材，準(zhǔn)備出使用Ar離子研磨法變細(xì)了的試樣，對該試樣使用掃描型透射電子顯微鏡(STEM)進行組織觀察。接下來，對進行了組織觀察的視場使用能量分散型X射線分析裝置(EDX)進行組成分析，區(qū)分為Cu和Cu-Zr化合物。而且,關(guān)于Cu-Zr化合物，通過納米電子射線衍射(NBD)進行結(jié)構(gòu)解析。
[0075][拉伸強度的測定][0076]拉伸強度,使用萬能試驗機(島津制作所制,Autograph AG-1kN)按照J(rèn)ISZ2201進行測定。而且，求出最大荷重除以銅合金線材的初始截面積而得的值、即拉伸強度。
[0077][電導(dǎo)率的測定]
[0078]電導(dǎo)率按照J(rèn)ISH0505而測定線材的體積電阻P，計算出與退火的純銅的電阻值(1.7241 μ Ωαιι)的比而換算成電導(dǎo)率(％IACS)。換算使用以下的式子。電導(dǎo)率Y (%IACS)=1.7241+ 體積電阻 P X 100。
[0079][實驗結(jié)果]
[0080]圖1~3分別為實施例12、13、比較例5的SEM照片，(a)為縱截面，(b)為橫截面。在圖1~3中，看起來白的部分為復(fù)合相，看起來黑的部分為銅母相?？芍趯嵤├?2、13中在銅母相中分散有短纖維狀復(fù)合相，但在比較例5中在銅母相中分散有粒子狀復(fù)合相。
[0081]圖4是實施例12的復(fù)合相的STEM的明視場像(BF像)和高角度環(huán)狀暗視場像(HAADF像)。圖5是圖4的各點(I~3)的EDX分析結(jié)果。由EDX分析結(jié)果可知，點1、2為Cu-Zr化合物，點3為Cu。圖6為圖4的點2 (Cu-Zr化合物)的NBD解析結(jié)果。據(jù)此，由除了 Cu的衍射圖案以外的代表性的3個衍射圖案分別求出的晶格常數(shù)為
Ci1 = 3.960A, d2 = 3.135 A，d3 = 1.929A0 它們分別與 Cu8Zr3 的(200)面、(022)面、
(401)面的晶格面間隔一致(差為±0.05A以內(nèi))。此外，與假定包含于復(fù)合相的Cu5Zr、Cu9Zr2的晶格面間隔不一致。因此，可知復(fù)合相包含Cu和Cu8Zr3。 [0082]圖7是實施例13的復(fù)合相的STEM的明視場像(BF像)和高角度環(huán)狀暗視場像(HAADF像)。在圖7 (a) (b)的中央附近的Cu-Zr化合物的周圍，觀察到由剪切變形導(dǎo)入的位錯那樣的組織。圖8是圖7的各點(I~3)的EDX分析結(jié)果。由EDX分析結(jié)果可知，點I為Cu-Zr化合物，點2、3為Cu。圖9為圖7的點I (Cu-Zr化合物)的NBD解析結(jié)果。據(jù)此，由除了 Cu的衍射圖案以外的代表性的3個衍射圖案分別求出的晶格常數(shù)為
Ci1 = 3.762 A, d2= 3.420A, d3 = 2.427 A。它們分別與 Cu8Zr3 (斜方晶)的(021)面、
(121)面、(213)面的晶格面間隔一致(差為±0.05 A以內(nèi))。此外，與假定包含于復(fù)合相的Cu5Zr (立方晶)、Cu9Zr2 (正方晶)的晶格面間隔不一致。因此可知，復(fù)合相包含Cu和Cu8Zr3。
[0083]圖10是比較例5的復(fù)合相的STEM的明視場像(BF像)和高角度環(huán)狀暗視場像(HAADF像)。圖11是圖10的各點(I~3)的EDX分析結(jié)果。由EDX分析結(jié)果可知，點1、3為Cu-Zr化合物，點2為Cu。圖12為圖11的點I (Cu-Zr化合物)的NBD解析結(jié)果。由此，由除了 Cu的衍射圖案以外的代表性的3個衍射圖案分別求出的晶格常數(shù)為
d 丨=3.762 A , d2 = 2.213 A, d3 = 1.475 A。它們分別與 Cu8Zr3 的(021)面、(312)面、
(512)面的晶格面間隔一致(差為±0.05 A以內(nèi))。此外，與假定包含于復(fù)合相的Cu5Zr、
Cu9Zr2的晶格面間隔不一致。因此可知，復(fù)合相包含Cu和Cu8Zr3。該比較例5中，STEM像不是纖維狀而為粒子狀，推測比較例5的組織為再結(jié)晶組織。此外可知EDX分析的結(jié)果是不包含氧。這樣推測出，為再結(jié)晶組織、不含氧對拉伸強度、電導(dǎo)率帶來某種影響。
[0084]表1顯示實施例1~14和比較例I~4的原料中的Zr的比例(at%)、拉絲直徑、拉絲加工度n、復(fù)合相的面積率、復(fù)合相的縱橫尺寸比、拉伸強度、電導(dǎo)率。由表1可知，原料組成中的Zr的比率低于0.20at%的比較例I中，雖然電導(dǎo)率高，但拉伸強度小于700MPa。此外，原料組成中的Zr的比率大于1.0at%，復(fù)合相纖維狀地長長地伸長而與銅母相形成層的比較例2、3中，雖然拉伸強度高，但電導(dǎo)率低于70%IACS。此外，原料組成中的Zr的比率為0.2at%以上1.0at%以下，但復(fù)合相不是短纖維狀而為粒子狀的比較例4中，雖然電導(dǎo)率高，但拉伸強度低于700MPa。與此相對，實施例1~14中，都是拉伸強度為700MPa以上電導(dǎo)率為70%IACS以上。因此可知，為了兼有700MPa以上的拉伸強度和70%IACS以上的電導(dǎo)率，需要在銅母相中分散有短纖維狀復(fù)合相，Zr為0.2at%以上1.0at%以下。此外，由實施例1~14可知，如果提高Zr的比率(at%)，或提高拉絲加工度Π，則拉伸強度變大。此外，通過減少復(fù)合相的面積率、或減小復(fù)合相的縱橫尺寸比L/T的值，可以提高電導(dǎo)率。此外可知，復(fù)合相的面積率幾乎不受拉絲加工度H的影響，根據(jù)Zr的比率而變化。另一方面可知，拉絲加工度Π越大，則復(fù)合相的縱橫尺寸比越大。
[0085][表 1]
【權(quán)利要求】
1.一種銅合金線材，其特征在于，其具備銅母相、與分散在該銅母相中并包含Cu8Zr3和Cu的短纖維狀復(fù)合相， 該銅合金線材中，Zr的含量在0.2at%以上1.0at%以下的范圍。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅合金線材，其特征在于，所述復(fù)合相的面積率為0.5%以上5.0%以下。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的銅合金線材，其特征在于，所述復(fù)合相的拉絲方向的長度L和與拉絲方向正交的方向的長度T滿足1.5 ^ L/T < 17.9。
4.根據(jù)權(quán)利要求1~3的任一項所述的銅合金線材，其特征在于，所述復(fù)合相的拉絲方向的長度L和與拉絲方向正交的方向的長度T滿足1.5 ^ L/T ^ 10.0。
5.一種銅合金線材的制造方法，其特征在于，其包含下述工序: 熔解工序，以成為以0.2at%以上1.0at%以下的范圍包含Zr的銅合金的方式將原料熔解而獲得熔液， 鑄造工序，將所述溶液進行鑄造而獲得鑄塊，和 拉絲工序,將所述鑄塊進行冷拉絲加工， 所述鑄造工序后的處理，即所述拉絲工序和拉絲工序后的處理，在低于500°C下進行。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述 的銅合金線材的制造方法，其特征在于，所述拉絲工序中，以加工度η成為5.0以上12.0以下的方式進行加工。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的銅合金線材的制造方法，其特征在于，所述拉絲工序中包括冷拉絲加工以及應(yīng)變消除處理， 該應(yīng)變消除處理是在高于拉絲加工時的溫度且低于500°C的溫度下進行I秒以上60秒以下。
【文檔編號】H01B1/02GK103827330SQ201280047957
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2012年9月19日 優(yōu)先權(quán)日:2011年9月29日
【發(fā)明者】井上明久, 木村久道, 村松尚國 申請人:日本礙子株式會社, 國立大學(xué)法人東北大學(xué)