專利名稱：低銅合金材料及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及生產率高，導電率、軟化溫度、表面品質優(yōu)秀的低銅合金材料、低銅合 金線、低銅合金絞線以及使用它們的電纜、同軸電纜以及復合電纜、以及低銅合金材料及低 銅合金線的制造方法。
背景技術：
在最近的電子設備或汽車等工業(yè)產品中，苛刻地使用銅線的情況較多。為了應對 這些需求，進行了可以通過連續(xù)鑄軋法等進行制造，在將導電性和拉伸特性保持在純銅水 平的同時使強度高于純銅的低銅合金材料的開發(fā)。低銅合金材料，作為通用的軟質銅線，或者作為需要柔軟度的軟質銅材，要求導電 率98%以上、更甚者102%以上的軟質導體，作為其用途列舉出作為面向民用太陽能電池 的配線材、電動機用漆包線用導體、在200°C到700°C之間使用的高溫用軟質銅材料、不需 要退火的熔化鍍錫材料、然傳導性優(yōu)秀的銅材料、高純度銅替代材料的使用，是滿足這些廣 泛的需求的材料。作為低銅合金材料的原材料，作為基礎使用把銅中的氧控制在lOmassppm以下的 技術，在該基礎的銅原子中添加微量的Ti等金屬，使其原子狀地固溶，由此期待得到生產 率高，導電率、軟化溫度、表面品質優(yōu)秀的低銅合金材料。目前，關于軟質化，如非專利文獻1所示，在電解銅(99.996maSS%以上)中添加 了 4 28mol ppm的Ti的試樣，與不添加的試樣相比，得到了較早地產生軟化的結果。其 原因在該文獻中得出了結論，是由于形成Ti的硫化物而導致固溶S的減少。在專利文獻1 3中提出了在連續(xù)鑄造裝置中，使用在無氧銅中添加微量的Ti的 低合金進行連續(xù)鑄造，已經被授予專利權。在此，關于通過連續(xù)鑄軋法降低氧的方法，如專利文獻4、5所示，也已公知。在專利文獻6中提出了通過連續(xù)鑄軋法，在從銅熔液直接制造銅材時，通過在氧 含量為0. 005質量百分比以下的銅的銅熔液中，微量(0. 0007 0. 005質量百分比)地添 加Ti、Zr、V等金屬，使軟化溫度降低。但是，在專利文獻6中未進行與導電率相關的研究， 兼顧導電率和軟化溫度的制造條件范圍不明確。另一方面，在專利文獻7中提出了軟化溫度低、并且導電率高的無氧銅材的制造 方法，提出了通過上方提拉連續(xù)鑄造裝置，由在氧含量為0. 0001質量百分比以下的無氧銅 中微量(0. 0007 0. 005質量百分比)地添加了 Ti、Zr、V等金屬的銅熔液制造銅材的方法。但是，如上所述，關于低銅合金材料的基礎原材料那樣的含有微量氧，即氧濃度為 ppm等級地含有氧的基礎原材料，在任何專利文獻中都未進行研究。專利文獻1特許第3050554號公報專利文獻2特許第2737954號公報專利文獻3特許第2737965號公報
專利文獻4特許第3552043號公報專利文獻5特許第3651386號公報專利文獻6特開2006-274384號公報專利文獻7特開2008-255417號公報非專利文獻1鈐木壽、菅野幹宏鉄i鋼(1984)15號1977-1983

發(fā)明內容
因此，希望對生產率高，導電率、軟化溫度、表面品質優(yōu)秀的實用的低銅合金線及 其組成進行研究。另外，當針對制造方法進行研究時，如上所述，通過連續(xù)鑄造在無氧銅中添加Ti 來進行銅軟化的方法是公知的，但是，其在作為銅錠或銅坯制造了鑄造材料后，進行熱擠壓 或熱壓軋，制作出盤條。因此，制造成本高，在工業(yè)上使用時存在經濟方面的問題。另外，在上方提拉連續(xù)鑄造裝置中，在無氧銅中添加Ti的方法是公知的，但這也 使生產速度變慢，存在經濟方面的問題。因此，對SCR連續(xù)鑄軋系統(tǒng)(South Continuous Rod System)進行了研究。SCR連續(xù)鑄軋法，在SCR連續(xù)鑄軋裝置的熔化爐內，將基礎原材料熔化成為熔液， 在該熔液中添加希望的金屬來進行熔化，使用該熔液制作線坯(例如68mm)通過熱壓軋， 例如將該線坯拉線加工成6 2.6mm。另外，6 2. 6mm以下的尺寸或板材也可以同樣地加工成 異形材。另外，把圓形線材壓軋成角狀或異形條也是有效的。另外，也可以對鑄造材料進行 保形(conform)擠壓成型，制作異形材。根據(jù)本發(fā)明人等進行研究的結果可知，在使用SCR連續(xù)鑄軋時，在作為基礎原材 料的韌銅中容易產生表面?zhèn)?，根?jù)添加條件，軟化溫度的變化、鈦氧化物的形成狀況不穩(wěn)定。另外，在使用0. 0001質量百分比以下的無氧銅進行研究時，滿足軟化溫度和導電 率、表面品質的條件為極小的范圍。另外，軟化溫度的降低存在界限，希望更低的、與高純度 銅同等的軟化溫度的降低。因此，本發(fā)明的目的是解決上述問題，提供一種生產率高，導電率、軟化溫度、表面 品質優(yōu)秀的低銅合金材料及其制造方法。為了達成上述目的，本發(fā)明的第1形態(tài)是一種低銅合金材料，在包含不可避免的 不純物的純銅中，包含2 12mass ppm的硫、2 30mass ppm的氧、禾口 4 55mass ppm的 Ti。本發(fā)明的第2形態(tài)是在本發(fā)明第1形態(tài)的低銅合金材料中，硫和鈦以TiO、Ti02、 TiS、Ti-0-S的形態(tài)形成化合物或凝集物，剩余的Ti和S以固溶體的形態(tài)存在。本發(fā)明的第3形態(tài)是在本發(fā)明第1或第2形態(tài)的低銅合金材料中，TiO的尺寸在 200nm以下、Ti02的尺寸在lOOOnrn以下、TiS的尺寸在200nm以下、Ti_0_S的尺寸在300nm 以下分布在晶粒內，500nm以下的顆粒為90%以上。本發(fā)明的第4形態(tài)是一種低銅合金線，以第1 3形態(tài)中的任意一項記載的低銅 合金材料為原材料制作盤條，對該盤條進行拉線加工時的導電率為98% IACS以上，軟化溫 度在小2. 6mm尺寸時為130°C 148°C。
本發(fā)明的第5形態(tài)是一種低銅合金線，其中，以在包含不可避免的不純物的純銅 中包含2 12mass ppm的硫、2 30mass ppm的氧和4 37mass ppm的Ti的低銅合金材 料為原材料制作盤條，在對該盤條進行拉線加工時的導電率為100% IACS以上，并且軟化 溫度在小2. 6mm尺寸時為130°C 148°C。本發(fā)明的第6形態(tài)是一種低銅合金線，其中，以在包含不可避免的不純物的純銅 中包含2 12mass ppm的硫、2 30mass ppm的氧和4 25mass ppm的Ti的低銅合金材 料為原材料制作盤條，在對該盤條進行拉線加工時的導電率為102% IACS以上，并且軟化 溫度在小2. 6mm尺寸時為130°C 148°C。本發(fā)明的第7形態(tài)是本發(fā)明第1至6形態(tài)中任意一項記載的低銅合金線，其中，在 所述合金線的表面上形成了鍍層。本發(fā)明的第8形態(tài)是一種低銅合金絞線，其中，絞合了多條第1至7形態(tài)記載的低 銅合金線。本發(fā)明的第9形態(tài)是一種電纜，其中，在本發(fā)明第1 8形態(tài)的任意一項中記載的 低銅合金線或低銅合金絞線的外周設置了絕緣層。本發(fā)明的第10形態(tài)是一種同軸電纜，其中，絞合了多條第1至7形態(tài)記載的低銅 合金線作為中心導體，在所述中心導體的外周形成絕緣體包層，在所述絕緣體包層的外周 配置由銅或銅合金構成的外部導體，在其外周設置了套層。本發(fā)明的第11形態(tài)是一種復合電纜，其中，在屏蔽層內配置多條第9形態(tài)記載的 同軸電纜，在所述屏蔽層的外周設置了護套。本發(fā)明的第12形態(tài)是一種低銅合金線的制造方法，其中，通過SCR連續(xù)鑄軋，以 1100°c以上1320°C以下的鑄造溫度將第1 3形態(tài)的任意一項記載的低銅合金材料制成熔 液，以加工度90% (30mm)到99. 8% (5mm)制作盤條，通過對該盤條進行熱壓軋來制作低銅
合金線o本發(fā)明的第13形態(tài)是本發(fā)明第12形態(tài)所述的低銅合金線的制作方法，其中，關于 熱軋溫度，最初的軋輥處的溫度在880°C以下，最終的軋輥處的溫度在550°C以上。本發(fā)明的第14形態(tài)，是本發(fā)明第12或13形態(tài)所述的低銅合金線的制造方法，其 中，成為低銅合金材料的基礎的銅，在通過井式爐熔化后，在還原氣體(CO)氛圍屏障等還 原系統(tǒng)下控制低合金的構成元素的硫濃度、Ti濃度、氧濃度來進行鑄造，然后進行壓軋。本發(fā)明的第15形態(tài)是一種低銅合金材的制造方法，其中，通過雙輥式連續(xù)鑄軋以 及普羅佩茲式連續(xù)鑄軋法，將鑄造溫度設為1100°c以上1320°C以下，使用第1 3形態(tài)的 任意一項記載的低銅合金材料制作盤條，對該盤條進行熱軋，并且將該熱軋溫度設為最初 的軋輥處的溫度在880°C以下、最終的軋輥處的溫度在550°C以上來進行熱軋。本發(fā)明第16形態(tài)是本發(fā)明第15形態(tài)所述的低銅合金材的制造方法，其中，成為低 銅合金材料的基礎的銅，在通過井式爐熔化后，在為了成為還原狀態(tài)的槽而進行控制的、即 在還原氣體(CO)氛圍屏障等還原系統(tǒng)下，控制低合金的構成元素的硫濃度、Ti濃度、氧濃 度來鑄造，然后進行壓軋。本發(fā)明的第17形態(tài)是一種面向太陽能電池的鍍焊錫的復合線或電動機用漆包 線，其中，使用本發(fā)明第4 6形態(tài)的任意一項記載的低銅合金線制造。根據(jù)本發(fā)明，發(fā)揮了可以提供生產率高，導電率、軟化溫度、表面品質優(yōu)秀的實用的低銅合金材料這樣的出色效果。


圖1是表示TiS顆粒的SEM像的圖。圖2是表示圖1的分析結果的圖。圖3是表示Ti02顆粒的SEM像的圖。圖4是表示圖3的分析結果的圖。圖5是在本發(fā)明中表示Ti-0-S顆粒的SEM像的圖。圖6是表示圖5的分析結果的圖。
具體實施例方式以下，詳細描述本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方式。首先，本發(fā)明使用SCR連續(xù)鑄造設備，得到表面損傷少、制造范圍廣、能夠穩(wěn)定 生產、加工度90% (例如(j58mm—小2. 6mm)下的軟化溫度為148 °C以下、滿足導電率 98 % IACS(以國際退火軟銅標準(International AnnealedCopper Standard)電阻率 1. 7241Xl(T8Qm為100%的導電率)、100% IACS，并且滿足102% IACS的軟質型銅材，即 低銅合金材料，另外同時獲得其制造方法。此時，關于Cu(6N，純度99.9999%)，加工度90%下的軟化溫度為1301。因此，本 發(fā)明的課題在于，尋求作為能夠通過130°C以上、148°C以下的軟化溫度，穩(wěn)定地制造軟質材 的導電率在98% IACS以上、100% IASC以上、甚至導電率在102% IACS以上的軟質銅的低 銅合金材料的原材料及其制造條件。在此，使用氧濃度1 2maSS ppm的Cu(4N)，在實驗室中使用小型連續(xù)鑄造機 (小型連鑄機)，把使用在熔液中添加數(shù)mass ppm Ti后的熔液制造成的4 8mm的盤條制成 小2.6mm(加工度90% )，當測量軟化溫度時為160 168°C，無法達到更低的軟化溫度。另 外，導電率為101.7% IACS左右。由此可知，即使降低氧濃度、添加Ti，也無法降低軟化溫 度，另外，比Cu(6N)的導電率102.8% IACS差。推測其原因為，在熔液的制造中，作為不可避免的不純物含有數(shù)mass ppm以上的 硫，未充分通過該硫和鈦形成TiS，因此軟化溫度不下降。因此，在本發(fā)明中，為了使軟化溫度下降并使導電率提高，通過研究兩個方案并結 合兩個效果，實現(xiàn)了目標。(a)將原材料的氧濃度增大到2maSS ppm以上并添加鈦。由此，首先，認為在熔化 的銅中形成TiS和鈦氧化物(Ti02)或Ti-0-S顆粒(參照圖1、圖3的SEM像和圖2、圖4的 分析結果)。在圖2、圖4、圖6中，Pt以及Pd是用于觀察的蒸鍍元素。(b)然后，通過把熱壓軋溫度設定得比通常的銅的制造條件(905 600°C )低 (880 550°C)，在銅中引入位錯，使S容易析出。由此，使S向位錯上析出或者以鈦的氧化 物(Ti02)為核使S析出，作為一個例子，與熔化的銅同樣地形成Ti-0-S顆粒等(參照圖5 的SEM像和圖6的分析結果)。通過(a)和(b)，銅中的硫進行結晶和析出，在冷拉線加工后得到滿足軟化溫度和 導電率的銅盤條。
接著，在本發(fā)明中，在SCR連續(xù)鑄造設備中作為制造條件的限制，進行⑴ ⑷ 的限制。(1)組成的限制在得到導電率在98% IACS以上的軟質銅材的情況下，使用在包含不可避免的不 純物的純銅(基礎原材料)中包含3 12mass ppm的硫、2 30mass ppm的氧、以及4 55mass ppm的Ti的低銅合金材料，制造盤條(線坯)。在此，在得到導電率在100% IACS以上的軟質銅材的情況下，最好使用在包含不 可避免的不純物的純銅中包含2 12mass ppm的硫、2 30mass ppm的氧和4 37mass ppm的Ti的低銅合金材料，制造盤條。并且，在得到導電率在102% IACS以上的軟質銅材的情況下，最好使用在包含不 可避免的不純物的純銅中包含3 12mass ppm的硫、2 30mass ppm的氧和4 25mass ppm的Ti的低銅合金材料，制造盤條。通常，在純銅的工業(yè)制造中，在制造電銅時，由于在銅中含有硫，因此難以把硫降 到3mass ppm以下。通用電解銅的硫濃度上限為12mass ppm。如上所述，當進行控制的氧少時，難以降低軟化溫度，因此設為2maSS ppm以上。另 外，當氧過多時，在熱壓軋工序中容易出現(xiàn)表面?zhèn)?，因此設為30maSSppm以下。(2)擴散的物質的限制希望擴散顆粒的尺寸較小并大量分布。其理由是，為了作為硫的析出點而起作用， 要求尺寸小、數(shù)量多。硫以及鈦以Ti0、Ti02、TiS、Ti-0-S的形態(tài)形成化合物或凝集物，剩余的Ti和S以 固溶體的形態(tài)存在。成為TiO的尺寸在200nm以下、Ti02在lOOOnm以下、TiS在200nm以 下、Ti-0-S在300nm以下，在晶粒內分布的低銅合金材料。但是，根據(jù)鑄造時的熔化的銅的保持時間或冷卻狀況，所形成的顆粒尺寸變化，因 此還需要設定鑄造條件。(3)鑄造條件的限制作為通過SCR連續(xù)鑄軋以加工度90% (30mm) 99. 8% (5mm)制造盤條的一例， 使用以加工度99. 3%制造6 8mm盤條的方法。(a)熔化爐內的鑄造溫度設為1100°C以上1320°C以下。當熔化的銅的溫度高時砂 眼增多，具有產生損傷并且顆粒尺寸變大的傾向，因此設為1320°C以下。設為1100°C以上， 是因為銅容易凝固，制造不穩(wěn)定，但希望鑄造溫度為盡量低的溫度。(b)熱壓軋溫度，設為最初的軋輥處的溫度為880°C以下，最終的軋輥處的溫度為 550°C以上。與通常的純銅制造條件不同，熔化的銅中的硫的結晶和熱壓軋中的硫的析出是本 發(fā)明的課題，因此，為了進一步減小作為其驅動力的固溶度，最好把鑄造溫度和熱壓軋溫度 設為(a)、(b)。通常的熱壓軋溫度，在最初的壓輥處的溫度為950°C以下，在最終軋輥處的溫度在 600°C以上，但為了減小固溶度，在本發(fā)明中把最初的壓輥處的溫度設定為880°C以下，把最 終軋輥處的溫度設定為550°C以上。設為550°C以上的理由是，在該溫度以下盤條的損傷較多，因此無法成為產品。熱壓軋溫度在最初的壓輥處的溫度為880°C以下，在最終壓輥處的溫度為550°C以上，希望盡 量低。這樣一來，軟化溫度(從 8加工到 2. 6后)無限地接近Cu (6N,軟化溫度130°C )。(c)可以得到直徑小8mm尺寸的盤條的導電率在98% IACS以上、100% IACS、甚至 在102% IACS以上，冷軋壓后的6 2. 6mm的軟化溫度為130°C 148°C的低銅合金線或板狀 材料。為了在工業(yè)上使用，在從電解銅制造出的用于工業(yè)的純度的軟質銅線中，需要 98% IACS以上的導電率，從其工業(yè)價值出發(fā)，軟化溫度在148°C以下。在不添加Ti的情況 下為160 165°C。Cu(6N)的軟化溫度為127 130°C，因此根據(jù)得到的數(shù)據(jù)，將極限值設 為130°C。該細微的區(qū)別在于Cu(6N)中沒有的不可避免的不純物。導電率在無氧銅的水平為101. 7% IACS左右，在Cu(6N)中為102. 8% IACS，理想 的是盡量接近Cu(6N)的導電率。(4)鑄造條件的限制銅在通過井式爐溶解后，在為了成為還原狀態(tài)的槽而進行控制的、即還原氣體 (CO)氛圍屏障等還原系統(tǒng)下，控制低合金的構成元素的硫濃度、Ti濃度、氧濃度來鑄造并 壓軋，穩(wěn)定地制造盤條的方法較好。由于銅氧化物的混入或顆粒尺寸較大，使品質降低。在此，作為添加物選擇Ti的理由如下。(a)Ti在銅熔液中容易與硫結合形成化合物。(b)與&等其它添加金屬相比，可以加工，易于處理。(c)比Nb等廉價。(d)容易以氧化物為核而析出。根據(jù)以上理由，本發(fā)明的低銅合金材料，可以作為熔化鍍焊錫材料(線、板、箔)、 漆包線、軟質純銅、高導電率銅、退火能量降低、柔軟的銅線來使用，能夠得到生產率高，導 電率、軟化溫度、表面品質優(yōu)秀的實用的低銅合金材料。另外，可以在本發(fā)明的低銅合金線的表面形成鍍層。作為鍍層，可以應用例如以 錫、鎳、銀為主成分的鍍層，可以使用所謂的無鉛鍍層。另外，也可以使用絞合多條本發(fā)明的低銅合金線而得的低銅合金絞線。另外，也可以使用在本發(fā)明的低銅合金線或低銅合金絞線的外周設置絕緣層的電纜。另外，也可以使用絞合多條本發(fā)明的低銅合金線來作為中心導體，在中心導體的 外周形成絕緣體包層，在絕緣體包層的外周配置由銅或銅合金構成的外部導體，在其外周 設置套層的同軸電纜。此外，還可以使用在屏蔽層內配置多條該同軸電纜，在所述屏蔽層的外周設置護 套的復合電纜。另外，在上述實施方式中，以通過SCR連續(xù)鑄軋法制作盤條，通過熱壓軋來制作軟 質材的例子進行了說明，但本發(fā)明也可以通過雙輥式連續(xù)鑄軋法以及普羅佩茲(Properzi) 式連續(xù)鑄軋法進行制造。(實施例)表1是與實驗條件和結果相關的表。表 1
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在表1中，〇表示“好”，A表示“不良”，X表示“差”。首先，作為實驗材料，以表1所示的氧濃度、硫濃度、Ti濃度分別制作c^Smm的銅 線(盤條)加工度99.3%，對該實驗材料進行冷拉線后測定6 2. 6mm的尺寸下的半軟化溫 度和導電率，另外，評價6 8mm的銅線中的擴散顆粒尺寸。通過氧分析器(力可(Leco 商標)氧分析器)來測定氧濃度。硫、Ti的各濃度為 通過ICP發(fā)光分光分析器分析出出的結果。關于小2. 6mm的尺寸下的半軟化溫度的測定，在400°C以下在各溫度保持1小時 后，在水中急劇冷卻，進行拉伸試驗，根據(jù)其結果而進行。使用室溫下的拉伸試驗的結果和 400°C下進行1小時的油浴熱處理后的軟質銅線的拉伸試驗的結果來進行。把與表示拉伸 強度的差的一半的值的強度對應的溫度定義為半軟化溫度，來求出半軟化溫度。希望擴散顆粒的尺寸較小，并大量分布。其理由是，為了作為硫的析出點而起作 用，要求尺寸小，數(shù)量多。即，以直徑500 ym以下的擴散顆粒占90%以上的情況為合格。在表1中，比較材料1是在實驗室中在Ar氛圍中試制直徑(tSmm的銅線的結果， 是添加了 0 18mass ppm的Ti的結果。通過該Ti的添加，相對于Ti添加量為零時的半軟化溫度215°C，13maSSppm降低 到160°C而達到最小，通過15、18maSS ppm的添加而升高，未達到希望的軟化溫度148°C以 下。但是，工業(yè)上希望的導電率為98% IACS以上，雖然滿足條件但綜合評價為差。
因此，接著通過SCR連續(xù)鑄軋法，把氧濃度調整到7 8maSS ppm來進行 8mm銅 線(盤條)的試制。比較材料2，是在通過SCR連續(xù)鑄軋法進行試制的過程中，Ti濃度較少的情況(0、 2mass ppm)，導電率為102% IACS以上，但半軟化溫度為164、157°C，不滿足要求的148°C以 下，因此綜合評價為差。關于實施材料1，是氧濃度和硫大體固定(7 8mass ppm、5mass ppm)，Ti濃度不 同(4 55mass ppm)試制材料的結果。在該Ti濃度4 55maSS ppm的范圍內，軟化溫度在148°C以下，導電率也在98% IACS以上，102% IACS以上，擴散顆粒尺寸也是500 iim以下的顆粒占90%以上，是良好的。 并且，盤條的表面也美觀，滿足所有產品性能(綜合評價好)。在此，滿足導電率100% IACS以上的情況是Ti濃度4 37mass ppm時，滿足102% IACS以上的情況是Ti濃度4 25mass ppm時。Ti濃度為13mass ppm時，表示出導電率為 最大值102.4% IACS，在該濃度的周邊，導電率為稍低的值。這是由于當Ti為13maSS ppm 時，通過把銅中的硫成分作為化合物來捕捉，表現(xiàn)出接近于純銅(6N)的導電率。因此，通過提高氧濃度，添加Ti，可以滿足半軟化溫度和導電率的雙方。比較材料3是把Ti濃度提高到60maSS ppm的試制材料。該比較材料3的導電率 滿足了希望，但半軟化溫度在148°C以上，不滿足產品性能。而且，由于盤條的表面損傷也較 多，所以難以成為產品。因此，Ti的添加量不到60maSSppm為好。然后，關于實施材料2，是使硫濃度為5maSS ppm，使Ti濃度為13 lOmassppm，改 變氧濃度來研究氧濃度的影響的試制材料。關于氧濃度，做成了從2以下到30maSS ppm濃度較大不同的試制材料。其中，氧 不足2maSS ppm難以生產，無法穩(wěn)定的制造，因此綜合評價為不良。另外可知，即使把氧濃 度提高到30maSS ppm也滿足半軟化溫度和導電率的雙方。另外，如比較材料4所示，在氧為40maSS ppm的情況下，盤條表面的傷較多，無法 成為產品。由此，通過把氧濃度設為2 30maSS ppm的范圍，半軟化溫度、導電率102% IACS 以上、擴散顆粒尺寸中任何一項特性都可以滿足，另外，盤條的表面也美觀，可以滿足所有 產品性能。接著，實施材料3是分別把氧濃度和Ti濃度設為比較接近的濃度，在4 20maSS ppm間改變硫濃度的試制材料的例子。在該實施材料3中，硫少于2maSSppm的試制材料，從 其原料方面無法實現(xiàn)，但通過控制Ti和硫的濃度可以滿足半軟化溫度和導電率的雙方。在比較材料5的硫濃度為18mass ppm, Ti濃度為13mass ppm的情況下，半軟化溫 度為162°C較高，無法滿足必要特性。另外，特別是盤條的表面品質差，因此難以產品化。由上可知，在硫濃度為2 12maSS ppm的情況下，半軟化溫度、導電率102% IACS 以上、擴散顆粒尺寸中的全部的特性都滿足，盤條的表面也美觀，滿足所有產品性能。另外，表示了作為比較材料6而使用Cu(6N)的研究結果，半軟化溫度127 130°C，導電率也為102.8% IACS，幾乎無法確認擴散顆粒尺寸也為500 iim以下的顆粒。表2 比較材料7雖然滿足半軟化溫度和導電率，但關于擴散顆粒的尺寸，存在1000 ym 左右的顆粒，500 iim以上的顆粒也超過10%。因此，這是不適當?shù)摹嵤┎牧?表示在熔化的銅的溫度為1200 1320°C，并且軋壓溫度為較低的 880 550°C的條件下試制68mm的盤條的結果。關于該實施材料4，盤條表面品質、擴散顆 粒尺寸都良好，綜合評價為好。比較材8表示，在熔化的銅的溫度為1100°C、并且軋壓溫度為較低的880 550°C 的條件下試制68mm的盤條的結果。該比較材料8，由于熔化的銅的溫度低，所以盤條的表 面?zhèn)?，不適合于產品。這是由于熔化的銅的溫度低，所以在軋壓時容易產生傷痕。比較材料9表示，在熔化的銅的溫度為1300°C、并且軋壓溫度為較高的950 600°C的條件下試制6 8mm的盤條的結果。該比較材料9，由于熱軋壓溫度高，因此盤條的表 面品質良好，但也存在擴散顆粒尺寸較大的顆粒，綜合評價成為差。比較材料10表示，在熔化的銅的溫度為1350°C、并且軋壓溫度為較低的880 550°C的條件下試制68mm的盤條的結果。該比較材料10由于熔化的銅溫度高，因此存在 擴散顆粒尺寸大的顆粒，綜合評價成為差。
權利要求
一種低銅合金材料，其特征在于，在包含不可避免的不純物的純銅中，包含2～12mass ppm的硫、2～30massppm的氧、和4～55mass ppm的Ti。
2.根據(jù)權利要求1所述的低銅合金材料，其特征在于，硫和鈦以Ti0、Ti02、TiS、Ti-0_S的形態(tài)形成化合物或凝集物，剩余的Ti和S以固溶體 的形態(tài)存在。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的低銅合金材料，其特征在于，TiO的尺寸在200nm以下、Ti02的尺寸在lOOOnm以下、TiS的尺寸在200nm以下、Ti_0_S 的尺寸在300nm以下分布在晶粒內，500nm以下的顆粒為90%以上。
4.一種低銅合金線，其特征在于，以權利要求1至3中任意一項所述的低銅合金材料為原材料制作盤條，對該盤條進行 拉線加工時的導電率為98% IACS以上，軟化溫度在小2. 6mm尺寸時為130°C 148°C。
5.一種低銅合金線，其特征在于，以在包含不可避免的不純物的純銅中包含2 12mass ppm的硫、2 30mass ppm的氧 和4 37maSS ppm的Ti的低銅合金材料為原材料制作盤條，在對該盤條進行拉線加工時 的導電率為100% IACS以上，并且軟化溫度在小2. 6mm尺寸時為130°C 148°C。
6.一種低銅合金線，其特征在于，以在包含不可避免的不純物的純銅中包含2 12mass ppm的硫、2 30mass ppm的氧 和4 25maSS ppm的Ti的低銅合金材料為原材料制作盤條，在對該盤條進行拉線加工時 的導電率為102% IACS以上，并且軟化溫度在小2. 6mm尺寸時為130°C 148°C。
7.根據(jù)權利要求1至6的任意一項所述的低銅合金線，其特征在于，在所述合金線的表面上形成了鍍層。
8.一種低銅合金絞線，其特征在于，絞合了多條權利要求1至7所述的低銅合金線。
9.一種電纜，其特征在于，在權利要求1至8的任意一項所述的低銅合金線或低銅合金絞線的外周設置了絕緣層。
10.一種同軸電纜，其特征在于，絞合了多條權利要求1至7所述的低銅合金線作為中心導體，在所述中心導體的外周 形成絕緣體包層，在所述絕緣體包層的外周配置由銅或銅合金構成的外部導體，在其外周 設置了套層。
11.一種復合電纜，其特征在于，在屏蔽層內配置多條權利要求9所述的電纜或權利要求10所述的同軸電纜，在所述屏 蔽層的外周設置了護套。
12.—種低銅合金線的制造方法，其特征在于，通過SCR連續(xù)鑄軋，以1100°C以上1320°C以下的鑄造溫度將權利要求1 3的任意一 項所述的低銅合金材料制成熔液，以加工度90% (30mm)到99. 8% (5mm)制作盤條，通過對 該盤條進行熱軋來制作低銅合金線。
13.根據(jù)權利要求12所述的低銅合金線的制作方法，其特征在于，關于熱軋溫度，最初的軋輥處的溫度在880°C以下，最終的軋輥處的溫度在550°C以上。
14.根據(jù)權利要求12或13所述的低銅合金線的制造方法，其特征在于，成為低銅合金材料的基礎的銅，在通過井式爐熔化后，在還原氣體(CO)氛圍屏障等還 原系統(tǒng)下控制低合金的構成元素的硫濃度、Ti濃度、氧濃度來進行鑄造，然后進行壓軋。
15.一種低銅合金材的制造方法，其特征在于，通過雙輥式連續(xù)鑄軋以及普羅佩茲式連續(xù)鑄軋法，將鑄造溫度設為1100°C以上 1320°C以下，使用權利要求1至3的任意一項所述的低銅合金材料制作盤條，對該盤條進 行熱軋，并且將該熱軋溫度設為最初的軋輥處的溫度在880°C以下、最終的軋輥處的溫度在 550°C以上來進行熱軋。
16.根據(jù)權利要求15所述的低銅合金材的制造方法，其特征在于，成為低銅合金材料的基礎的銅，在通過井式爐熔化后，在為了成為還原狀態(tài)的槽而進 行控制的、即在還原氣體(CO)氛圍屏障等還原系統(tǒng)下，控制低合金的構成元素的硫濃度、 Ti濃度、氧濃度來鑄造，然后進行壓軋。
17.一種面向太陽能電池的鍍焊錫的復合線或電動機用漆包線，其特征在于，使用權利 要求4至6的任意一項所述的低銅合金線制造。
全文摘要
本發(fā)明提供生產率高，導電率、軟化溫度、表面品質優(yōu)秀的低銅合金材料及其制造方法。該低銅合金材料，是在包含不可避免的不純物的純銅中包含2～12mass ppm的硫、2～30mass ppm的氧和4～55mass ppm的Ti的低銅合金材料。
文檔編號H01B5/02GK101864530SQ20101016267
公開日2010年10月20日 申請日期2010年4月16日 優(yōu)先權日2009年4月17日
發(fā)明者佐藤隆裕, 安部英則, 酒井修二, 青山正義, 鷲見亨 申請人:日立電線株式會社;日立制線株式會社