JPH01312047A

JPH01312047A - 高力高導電性銅合金の製造方法

Info

Publication number: JPH01312047A
Application number: JP63145444A
Authority: JP
Inventors: Akitake Moriya; 森谷　晃毅; Toshihiro Fujino; 年弘藤野; Yasuhito Taki; 滝　康仁
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 1988-06-13
Filing date: 1988-06-13
Publication date: 1989-12-15
Also published as: JPH0625777A; JPH0527697B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【産業上の利用分野１本発明は、高力高導電性銅合金に係り、特に、グラフア
イ１〜又はＳｉＣ製の鋳造用ダイス又はノズルからＣｒ
を含む銅合金を連続的に鋳造する際に該合金の鋳造ロン
ドが前記鋳造用ダイス又はノズルに固着することのなく
、連続的に鋳造することのできる高力高導電性銅合金に
関する。【従来の技術】近年、自動車分野においては、ＡＴ車（オート・トラン
ス・ミッション車）の普及に伴ってキャブレタから電子
燃料噴射装置への転換が図られ、各種計器類等車載装置
の電子化が、また、通信技術の発達等種々の事情から各
種機器の分野においてもコンピユータ化に伴い各種機器
の小型化が図られている。このような自動車の車載装置
はじめ各種機器の電子化等に伴い、電気、電子配線回路
の数が著しく増加し、電線の占積空間の増加を招いてい
る。しかし、自動車分野においては、自動車の燃費の向
上の点からは、車体は軽量であることが望ましく、自動
車用電線の使用量の増加は、車体の軽量化に逆行するこ
ととなり、車体の軽量化を図る上からも自動車用電線の
軽量化及び占積空間の狭小化の要望が強まっている。ま
た、通信衛星等移動物体に搭載する通信機器等の各種機
器の分野においても、小型化が図られている。そこで、従来、マイクロコンピュータを含む微小電流回
路に用いられるリードフレーム等の電線においては、機
械的強度を充分確保できる高強度で良好な導電性を有す
る銅合金としてＣｕ、−Ｃｒ合金がよく知られている。このようなＣｕ−Ｃｒ合金の鋳造方法は、溶解された銅
合金を鋳型に注入し、冷却、凝固させるというバッチ方
式が採られていた。しかしながら、このようなバッチ方
式にあっては、溶解された銅合金の状態、鋳型の冷却条
件等が全てのバッチで一定にすることは困難であり、Ｃ
ｕ−Ｃｒ合金としての品質の安定性は極めて乏しく、ま
たこのようなバッチ方式によったのでは、長尺な製品が
得られないという問題があり、そのため連続鋳造方式に
よる優れた品質の鋳造ロンドが望まれていた。この連続鋳造方式による鋳造ロンドは、種線を溶湯桶に
保持されている溶湯につけて、この種線の誘導によって
連続的に引き出す方法が採られている。すなわち、この
連続鋳造方式による鋳造ロッドの引き出しは、第１に第
１図に示す如く溶湯保持炉１に保持されている溶湯２を
溶湯桶７の下端部に設けられている鋳型（ダイスまたは
ノズル）３から鋳造ロッド６を引き抜き用ピンチロール
５を介して熔融銅を冷却用スプレー４によって冷却しな
がら上方から下方に引き出す方法である。また、第２に
第２図に示す如く溶湯桶に保持されている溶湯１０を溶
湯１０の湯面に設けられている鋳型（ダイスまたはノズ
ル）１１から鋳造ロット１３を引き抜き用ピンチロール
１４を介して熔融銅を冷却用スプレー１２によって冷却
しながら下方から上方に引き出す方法である。さらには
、第３に第３図に示す如く溶湯桶３０に保持されている
溶湯３１を溶湯桶３０の下端部に設けられている鋳型（
ダイスまたはノズル）３２から鋳造ロット３３を引き抜
き用ピンチロール３４を介して熔融銅を冷却用スプレー
３５によって冷却しながら水平方向から引き出す方法で
ある。

【発明が解決しようとする課題］これら連続鋳造方式にあっては、いずれも鋳型すなわち
鋳造用ダイス又はノズルにグラファイト（黒鉛）または
５ｉＣ（炭化ケイ素）が使用されている。このグラファ
イトまたはＳｉＣは、溶湯がＣｒを含む銅合金の場合、
ＣｒとグラファイトまたはＳｉＣとの濡れ性（液体と固
体との付着力の強弱）が非常によい。このため、従来の
鋳型を用いて連続鋳造を行なうと、Ｃｒの凝固面が鋳型
（グラファイトまたはＳｉＣ製の鋳造用ダイスまたはノ
ズル）との接触面で鋳型に凝結固着し、鋳造ロンドを引
き出すことができず、連続鋳造することができないとい
う問題点を有している。このＣｒを含む鋳造ロンドが鋳
型と固着を引き起こしているのに強力に鋳造すると鋳型
を破損することになり、出湯により甚大な損害を与える
結果となるという問題点を有している。本発明は、グラファイト又はＳｉＣ製の鋳造用ダイス又
はノズルからＣｒを含む銅合金を連続的に鋳造する際に
該合金の鋳造ロットが前記鋳造用ダイス又はノズルに固
着することのなく、連続的に鋳造することのできる高力
高導電性銅合金を提供することを目的としている。［課題を解決するための手段］本発明者らは、クロム（ｃｒ）凰と、鋳型（鋳造用ダイ
ス又はノズル）を構成するグラファイトまたはＳｉＣと
の濡れ性を種々検討した結果、少量のＣｒを含む銅合金
の場合にはグラファイトまたはＳｉＣとの濡れ性が大幅
に改善されることを見出し本発明をなすに至った。上記目的を達成するために、本発明の高力高導電性銅合
金においては、Ｃｒを０．２〜０．４重量％、Ｓｎ０．
１〜０．３重量％、Ｐを０．０２〜０．１重量％を含有
し、残部が基本的にＣｕによって構成したものである。また、上記目的を達成するために、本発明の高力高導電
性銅合金においては、Ｃｒを０．２〜０゜４重量％、Ｓ
ｎＯ，１，−０，３重量％、Ｐを０゜０２〜０．１重量
％、Ｚｒを０．１〜０．３重量％を含有し、残部が基本
的にＣｕによって構成したものである。さらに、上記目的を達成するために、本発明の高力高導
電性銅合金においては、Ｃｒを０．２〜０．４重量％、
Ｓｎ０．１〜０．３重量％、Ｐを０．０２〜０．１重量
％、Ｍｇを０．０５−０゜２重量％を含有し、残部が基
本的にＣｕによって構成したものである。また、上記目的を達成するために、本発明の高力高導電
性銅合金においては、Ｃｒを０．２〜０゜４重量％、Ｓ
ｎ０．１〜０．３重量％、Ｐを０゜０２〜０．１重量％
、Ｚｒを０．１〜０．３重量％、Ｍｇを０．０５〜０．
２重量％を含有し、残部が基本的にＣｕによって構成し
たものである。本発明において、クロム（Ｃｒ）の添加は銅マトリック
スに微細粒子で析出し機械的強度を高める作用を有して
いる。そして、Ｃｒを０．２〜０゜４重量％とじたのは
、Ｃｒの含有量が０．２重量％未満では、充分な機械的
強度が得られず、また、Ｃｒの含有量が０．４重量％を
超えると熔融鋼（Ｃｕ−Ｃｒ合金）と鋳型（グラファイ
トまたは５ｉＣ）との濡れ性が著しく高くなり、熔融鋼
が鋳型に固着するため連続鋳造が不可能となるからであ
る。このＣｒ含有量は、従来のＣｕ−Ｃｒ合金における
Ｃｒ量より添加量が少ない。このため本発明におけるＣ
ｕ−Ｃｒ合金は従来より高導電性が得られる。しかし、
Ｃｒ含有量が従来のＣｕ−Ｃｒ合金におけるＣｒ含有量
より少ないため従来より強度が低くなっている。そこで本発明では、Ｓｎ　（ｔＪｌ）　０．１〜０．３
重量％を添加している。すなわち、Ｓｎの添加は、機械
的強度を高める作用を有している。そして、Ｓｎを０．
１〜０．３重量％としたのは、０．１重量％未満では、
機械的強度の向上に効果がなく、０．３重量％を超える
と導電性が低下するためである。なお、機械的強度を高
める添加物としては、Ｓｎ以外には、Ｉｎ（インジウム
）、ｓｂ（アンチモン）等がある。しかし、本発明にお
いては、鋳型を構成するグラファイトまたはＳｉＣに固
着することなく添加量と強度向上との関係で、添加量の
割には機械的強度の向上が大きく、最も効果的なものと
して、Ｓｎを用いた。さらに本発明においては、熔融鋼（Ｃｕ−Ｃｒ合金）に
含まれている酸素（０）を除去しＣｒ酸化物の形成を抑
制するため、脱酸素効果のあるＰＣリン）を０．０２〜
０．１重量％添加している。また、Ｚｒ（ジルコニウム）およびＭｇ（マグネシウム
）を添加した場合には、Ｐ（リン）は、熔融鋼（Ｃｕ−
Ｃｒ合金）に含まれる酸素を除去しＣｒ酸化物の形成を
抑制することは勿論のこと、ＺｒおよびＭｇが酸化する
ことによって消失することを防止する効果を有している
。本発明において、このＰの含有量を０．０２〜０．１
重量％とじたのは、０．０２重量％未満では、脱酸効果
が少なく、また、０．１重量％を超えると残留Ｐによっ
て導電性が低下するためである。また、本発明において、Ｚｒ（ジルコニウム）の含有は
、Ｃｕ−Ｚｒの微細な析出物が転位線上に析出すること
から耐熱性の向上を図る作用を有　　゛している。そし
て、Ｚｒ含有量を０．１〜０．３重量％とじたのは、Ｚ
ｒの含有量が０．１重量％未満では、充分な耐熱性が得
られず、Ｚｒの含有量が０．３重量％を超えて多いと他
の性能（延性、導電性）を損ない、耐熱性の向上に飽和
が見られ、含有量の増加の割には耐熱性の向上が少ない
からである。さらにまた、本発明において、Ｍｇ（マグネシウム）の
含有は、クロム銅（Ｃｕ−Ｃｒ）における粒界空洞を少
なくすることにより疲れ性質を改善する作用を有してい
る。そして、このＭｇの含有量を０．０５〜０．２重量
％とじたのは、Ｍｇの含有量が０．０５重量％未満では
、充分な耐疲労性の効果が得られず、Ｍｇの含有量が０
．２重量％を超えて多いと導電率の低下をきたすためで
ある。このようにして本発明における高力高導電性銅合金は、
Ｃｒｙ、２〜０．４重量％を含むＣｕ−Ｃｒ合金、Ｃｕ
−Ｃｒ　−Ｍ　ｇ合金、Ｃｕ−Ｃｒ−Ｚｒ合金、Ｃｕ−
Ｃｒ　−Ｚ　ｒ　−Ｍ　ｇ合金のそれぞれにＳ、ｎｏ、
１〜０．３重量％、Ｐを０．０２〜０．１重量％をそれ
ぞれ添加して構成したものである。このようにすることにより、高導電性、高強度として、
また、細線の電子機器用電線及びリードフレーム等に適
した、導電率８０％Ｉ　ＳＣ８以上、引っ張り強さ５５
ｋｇ／−以上、伸び率９％という優れた性能の高力高導
電性銅合金導体を得ることができる。【作用】上記のように構成された高力高導電性銅合金によって製
造した導体を用いると、硬銅を超えた引張強さを有し、
導電率は、硬銅よりはやや低下するも８０％ｌＡＣ３以
上を得ることができる。また、上記のように構成された高力高導電性銅合金によ
って製造した導体を用いると、伸びは、軟鋼より小さく
なるが、硬銅に比して９倍の伸びを有している。そして、上記した理由から本発明のように構成された高
力高導電性銅合金によって製造した導体を電子機器内配
線用電線等として用いた場合に、電子機器内配線用電線
の導体に適した特性を得ることができる。［実施例］以下、本発明の実施例について説明する。本発明の実施例として、電気炉にて、不活性ガス（例え
ば、アルゴンガス）雰囲気中、木炭被覆下で電気銅地金
を溶解し、これにＣｕ−Ｃｒ、Ｃｕ−Ｚｒを母合金の形
態で、さらにＭｇ、及びＳｎ、Ｃｕ−Ｐ母合金を添加し
、第１表に示す如き組成にした後、均一な溶湯を得、こ
れを、連続鋳造により、長尺鋳造ロットを得た。これを
冷間圧延、伸線した後、不活性ガス雰囲気中で溶体化処
理を行ない、伸線し１．Ｏｗｎφとし、さらに不活性ガ
ス雰囲気での時効処理を行ない、引張強さ、伸び、導電
率を測定した。比較例も同様である。第１表の実施例と比較例との比較から明らかな如く、本
発明によると、添加元素のＣｒの銅７１へリックスに微
細粒子で析出する作用により機械的強度を高めることが
できる。Ｚｒを含有させることによってＣｕ−Ｚｒの微
細な析出物の転位線上への析出により、耐熱性の向上を
図ることができる。また、Ｍｇを含有させることによっ
て、クロム銅（Ｃｕ−Ｃｒ）における粒界空洞を少なく
することができ、疲れ性質を改善することができる。また、Ｓｎを添加することによって、機械的衝撃に対す
る強度を高め、さらに、Ｐ（リン）を添加することによ
って、熔融銅（Ｃｕ−Ｃｒ合金）に含まれる酸素を除去
しＣｒ酸化物の形成を抑制すると共に、ＺｒおよびＭｇ
が酸化することによって消失することを防止することが
できる。このことから、本実施例の如き高力高導電性銅合金によ
って導体を製造すると、引張強さは５５ｋｇ／−と硬銅
を超えた引張強さを有し、導電率は８０％ｌＡＣ３と硬
銅よりはやや低下するも高力高導電性銅合金によって製
造した導体を電子機器内配線用電線の導体に用いた場合
に適した特性である８０％ｌＡＣ３以上を得ることがで
き、しかも、伸びが９．０％と軟鋼（２７，４％）より
小さくなるが、硬銅（１，０％）に比して９倍の伸びを
有している。また、本実施例は、引張強さ５５　ｋｇ　／　ｎＪ、伸
び率９％、導電率８０％ｌＡＣ３で、電子機器内配線用
電線の導体、リードフレーム等に用いた場合に優れた特
性を有しており、連続鋳造性についても良好な結果が出
ている。これに対し、比較例１．２．３．４も本実施例
同様に、連続鋳造性については、良好な結果が出ている
。しかしながら、比較例１は、引張強さ２９　ｋｇ　／
　−１伸び率１２％、導電率９８％ｌＡＣ３と、また、
比較例２は、引張強さ３６ｋｇ／ｍ＃、伸び率６％、導
電率９３％■ＡＣ８と、また、比較例３は、引張強さ４
８ｋｇ／−１伸び率５％、導電率８９％ｌＡＣ３と、ま
た、比較例４は、引張強さ５４ｋｇ／ｎＪ、伸び率６％
、導電率８４％ｌＡＣ３といず九も電子機器内配線用電
線の導体、リードフレーム等に用いた場合に適した特性
を有していない。さらに、比較例５は、引張強さ５２ｋ
ｇ／ｎｗ＃、伸び率８％、導電率８５％ｌＡＣ３で、し
かも連続鋳造性については良好な結果を得られない。ま
た、比較例６は、引張強さ５２ｋｇ／＋＋Ｊ、伸び率６
％、導電率７７％ｌＡＣ３で、しかも連続鋳造性につい
ては全くできないという結果となっている。以上のことから、本発明のように構成された高力高導電
性銅合金によって製造した導体を電子機器内配線用電線
等として用いた場合に、電子機器内配線用電線の導体に
適した特性を得ることができる。［発明の効果］本発明は、以上説明したように構成されているので、以
下に記載されるような効果を奏する。Ｃｒを０．２〜０．４重量％、Ｓｎ０．１〜０゜３重量
％、Ｐを０．０２〜０．１重量％を含有し、残部を基本
的にＣｕによって構成したものであるから、グラフアイ
１〜又はＳｉＣ製の鋳造用ダイス又はノズルからＣｒを
含む銅合金を連続的に鋳造＝１５− する際に該合金の鋳造ロットが前記鋳造用ダイス又はノ
ズルに固着することのなく、連続的に鋳造することがで
きる。また、Ｃｒを０．２〜０．４重量％、Ｓ　ｎ　Ｃ）。１〜０．３重量％、Ｐを０．０２〜０．１重量％。Ｚｒを０．１〜０．３重量％を含有し、残部を基本的に
Ｃｕによって構成したものであるから、グラファイト又
はＳｉＣ製の鋳造用ダイス又はノズルからＣｒを含む銅
合金を連続的に鋳造する際に該合金の鋳造ロットが前記
鋳造用ダイス又はノズルに固着することのなく、連続的
に鋳造することができる。さらに、Ｃｒを０．２〜０．４重量％、Ｓｎ０゜１〜０
．３重量％、Ｐを０．０２〜０．１重量％、Ｍｇを０．
０５〜０．２重量％を含有し、残部を基本的にＣｕによ
って構成したものであるから、グラファイト又はＳｉＣ
製の鋳造用ダイス又はノズルからＣｒを含む銅合金を連
続的に鋳造する際に該合金の鋳造ロットが前記鋳造用ダ
イス又はノズルに固着することのなく、連続的に鋳造す
ることができる。また、Ｃｒを０．２〜０．４重量％、Ｓｎ０゜１〜０．
３重量％、Ｐを０．０２〜０．１重量％、Ｚｒを０．１
〜０．３重量％、Ｍｇを０．０５〜０．２重量％を含有
し、残部を基本的にＣｕによって構成したものであるか
ら、グラファイト又はＳｉＣ製の鋳造用ダイス又はノズ
ルからＣｒを含む銅合金を連続的に鋳造する際に該合金
の鋳造ロットが前記鋳造用ダイス又はノズルレこ固着す
ることのなく、連続的に鋳造することができる。したがって、本発明に係る高力高導電性銅合金を用いて
製造した導体を電子機器内配線用電線等として用いた場
合に、電子機器内配線用電線の導体に適した特性を得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は連続鋳造方式における鋳造ロッドの上方から下
方への連続的な引き出し方法を示す図、第２図は連続鋳
造方式における鋳造ロッドの下方から上方への連続的な
引き出し方法を示す図、第３図は連続鋳造方式における
鋳造ロットの水平方向への連続的な引き出し方法を示す
図である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）Ｃｒを０．２〜０．４重量％、Ｓｎ０．１〜０．
３重量％、Ｐを０．０２〜０．１重量％を含有し、残部
が基本的にＣｕからなる連続鋳造性にすぐれた高力高導
電性銅合金。
（２）Ｃｒを０．２〜０．４重量％、Ｓｎ０．１〜０．
３重量％、Ｐを０．０２〜０．１重量％、Ｚｒを０．１
〜０．３重量％を含有し、残部が基本的にＣｕからなる
連続鋳造性にすぐれた高力高導電性銅合金。
（３）Ｃｒを０．２〜０．４重量％、Ｓｎ０．１〜０．
３重量％、Ｐを０．０２〜０．１重量％、Ｍｇを０．０
５〜０．２重量％を含有し、残部が基本的にＣｕからな
る連続鋳造性にすぐれた高力高導電性銅合金。
（４）Ｃｒを０．２〜０．４重量％、Ｓｎ０．１〜０．
３重量％、Ｐを０．０２〜０．１重量％、Ｚｒを０．１
〜０．３重量％、Ｍｇを０．０５〜０．２重量％を含有
し、残部が基本的にＣｕからなる連続鋳造性にすぐれた
高力高導電性銅合金。