JPH0796321A - 銀入り銅合金極細線の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高強度及び高伝導性を有するＣｕ−Ａｇ合金
の極細線を伸線する際の断線を防止する。 【構成】 直径が１〜５ｍｍの中間線材の表面に酸洗に
より高濃度Ａｇを存在させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、小型モーター用コイ
ル、磁気ヘッド、時計用コイルなどに樹脂塗装して使用
される銅系極細線の製造方法に関するものであり、さら
に詳しく述べるならば、伸線中の断線が少なくなるよう
に伸線方法を改良した銀入り銅合金極細線の製造方法に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】純銅極細線の製造方法としては、一般
に、直径が数ｍｍから１０数ｍｍの鋳造銅線を、２〜３
回皮剥りをしながら太線、中線加工の２段階で減面し、
この段階で断線がなく長い部分の両端を除いた線材を極
細線伸線用素材として、直径が５０μｍ以下の極細線へ
の伸線を行う。なお中間工程で熱処理を行い、機械的特
性を調整することも必要により行われる。

【０００３】特開平４−１２４０２号公報によると、破
断強度が高くかつ製造工程における断線のおそれを少な
くできる導体として、純度９９．９９％以上の銅に０．
０３〜０．５重量％のＡｇを添加することが提案されて
いる。しかし、この公報では伸線の方法は通常の方法で
良いとしており、より具体的な説明はない。

【０００４】一方、日本金属学会誌第５５巻、第１２号
（１９６９）１３８２−１３９１頁（高強度・高伝導性
Ｃｕ−Ａｇ合金の開発）によると、引張り強さが１００
０ＭＰａ以上、導電率が８０％ＩＡＣＳ以上の材料とし
てＣｕ−Ａｇ合金が論述されている。その製造方法は、
直径が２０ｍｍのインゴットを表面研削後数回間伸線
し、中間に熱処理を行う方法である。

【０００５】上記したＣｕ−Ａｇ合金を通常の製法で製
造すると、インゴットの鋳造、熱間加工、冷間伸線の工
程が順次とられるが、中間製品を長尺化して能率を上げ
ようとしてインゴットを大型化すると、成分の偏析や鋳
造割れが起こる。さらにインゴットを分塊するときある
いはその後の熱間加工時に歩留低下や材料表面の酸化な
どによる汚染も起こる。また、偏析に起因する冷間伸線
時の割れの問題も派生するので、インゴットの鋳造には
問題が多い。

【０００６】インゴットを使用することによる問題点を
解決するために連続鋳造棒の使用が検討された。その中
で、直径が４０ｍｍまたは８ｍｍの連続鋳造棒を減面率
が９４％まで加工、中間焼鈍、減面率が９８％まで加工
の各工程を順次行う方法（日本金属学会秋季大会一般講
演概要１９９２年１０月１１００）、あるいは直径が８
ｍｍの連続鋳造棒を１ｍｍまで冷間で伸線する方法（日
本金属学会春季大会一般講演概要１９９３年７９２）が
ある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来のＣｕ−
Ａｇ系合金極細線の製造方法においては、伸線の前また
は伸線の途中に皮剥工程を入れあるいは中間熱処理を行
うことにより断線を少なくする対策が取られているもの
の、最終伸線長さはより一般的な銅合金細線に比較する
と短く、伸線の能率や歩留が低いという問題があった。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、Ａｇ含有量が
５〜１５％の銀入り銅合金の極細線の製造方法に関する
ものであり、その第一は、１〜２ｍｍの直径を有する線
（以下「中間線材」と略称する）を冷間伸線する伸線工
程において濃度が１０〜４０％の硝酸で少なくとも１回
酸洗することを特徴とし、その第二は、中間線材を冷間
伸線する伸線工程において表面の銀濃度を５０％以上と
することを特徴とし、その第三は、中間線材の冷間伸線
する伸線工程において前記銅合金の表面から０．００５
〜０．０１０ｍｍの深さの表面層におけるＡｇ濃度を５
０％以上とすることを特徴とする。以下、本発明の構成
を説明する。

【０００９】本発明において銅合金のＡｇ含有量を５％
（「重量％」を指す、以下同じ）としたのは、これを下
回ると所望の高強度と高導電率が得られないためであ
る。またＡｇの含有量が１５％を超えてもＡｇ添加の効
果が変わらないので、Ａｇの含有量は１５％以下である
ことが必要である。なお、好ましいＡｇ含有量は９〜１
２％である。Ａｇの残部はＣｕであり、またＣｕの純度
は９９．９９９％以上であることが好ましい。これは不
純物偏析が少なく、極細線を製造し易いためである。

【００１０】本発明の第一においては、２〜１ｍｍの冷
間伸線段階において硝酸酸洗を行うことにより中間線材
の表面を母材より高濃度に銀を富化して、Ａｇの潤滑作
用を利用してその後の伸線における断線を防止すること
を特長としている。ここで硝酸酸洗を行う場合の中間線
材の寸法を上記のように定めたのは、２ｍｍを超える寸
法では断線のおそれが少なく、一方１ｍｍ未満で酸洗し
ても断線を防止するのに効果的ではないからである。ま
た硝酸酸洗液の硝酸濃度を１０〜４０％としたのは、硝
酸濃度が１０％未満であると銀富化層が十分に形成され
ずまた硝酸濃度が４０％を超えると中間線材の溶解が著
しくなるからである。硝酸酸洗は中間線材の表面が銀白
色になるように数分以上とすることが好ましい。ここ
で、銅は硝酸に選択的に溶解されるが、伸線加工後の中
間線材の組織は繊維状であり、溶解によりその後の加工
の問題は起こらない。

【００１１】本発明の第二は、中間線材の表面をＥＰＭ
Ａなどで分析した時の表面の銀濃度を５０％以上と極め
て高濃度にすることにより、その後の伸線による断線を
防止するものである。この発明において銀が表面に富化
している中間線材の寸法を１〜２ｍｍとしたのは本発明
の第一と同様の理由による。

【００１２】本発明の第三は、硝酸酸洗、銀の無電解め
っきなどの方法のいずれかあるいはこの組み合わせによ
り中間線材の表面に、所定厚みの銀富化層を存在させた
発明に関するものである。この発明において銀の富化層
が存在する中間線材の寸法を１〜５ｍｍとしたのは本発
明の第一と同様の理由による。銀富化層の銀含有量を５
０％以上としたのは顕著な潤滑効果を得るためにはこの
程度の銀が表面に存在することが必要であるからであ
る。この発明においては、例えば３ｍｍの中間線材に無
電解めっきを行って形成した銀富化層が直径１〜２ｍｍ
の中間線材に残っていれば、１〜２ｍｍの直径の中間線
材に銀の無電解めっきを行う方法と同じ効果を達成する
ことができる。

【００１３】中間線材を成形により得る加工方法及び条
件は特に限定されないが、好ましくは４〜２０ｍｍの直
径の連続鋳造棒を途中に皮剥工程を入れて直径が１〜２
ｍｍの線まで冷間伸線する。この加工の前又は途中でを
行うことが通常必要になる。皮剥は表面を０．０１〜
０．１ｍｍ程度除去することにより行う。

【００１４】中間線材から最終直径の極細線を得る工程
では、例えば直径０．５ｍｍ→０．１２ｍｍ→０．０５
ｍｍ→０．０２ｍｍの４段階の冷間伸線を行う。この伸
線工程において表面に存在する高濃度銀は次第に濃度が
低下しつつダイスとの潤滑作用を営む。またこれらの段
階の中間で熱処理を行って、銅合金の加工性を回復し伸
線能率を高めることもできる。

【００１５】

【作用】Ｃｕ−Ａｇ合金極細線の断線の主な原因は表面
疵及び非金属介在物であると言われている。この断線の
対策として中間線材の表面に銀を富化すると、銀が表面
疵を補修し介在物を被覆するとともに、延性に優れたＡ
ｇが伸線中に薄く伸ばされながら伸線ダイスの間の潤滑
作用を利用することにする。以下、実施例により本発明
をさらに詳しく説明する。

【００１６】

【実施例】

実施例１ １０％Ａｇを含有するＣｕ合金を直径８ｍｍに連続鋳造
し、２ｍｍまで単釜伸線機で伸線し、５０％硝酸水溶液
で酸洗した。その後１ｍｍまで再び単釜伸線機で伸線
し、５０％硝酸水溶液で酸洗した。比較のためにこれら
２回の酸洗を行わず同様の方法で１ｍｍまで伸線した。
その後連続伸線機で直径０．５ｍｍ→０．１２ｍｍ→
０．０５ｍｍの３段階伸線を行った。本発明法によると
１００〜２００ｋｍの長さの細線を断線することなく連
続的に製造することができたが、比較例では断線が６〜
１０回起こった。本発明法では比較例より約６〜１０倍
断線なく伸線が可能であった。

【００１７】本発明法による硝酸酸洗は銅極細線の表面
に銀富化層が形成されることに伴って極細線全体で銀含
有量がどの程度変化するかを調べた。

【００１８】

【表１】 直径（ｍｍ） Ａｇ含有量（％） ８ ９．９， ９．９ １ ９．９ ９．９ ９．８ ９．９ ０．５ ９．９

【００１９】酸洗により出発材である連続鋳造棒表面の
極一部の銅が溶解したため、表１に示すように表面の極
一部の銅を溶解しただけであるため全体の銅品位の変動
はなかった。

【００２０】次に、本発明法により酸洗工程を経た線材
と酸洗工程なしの比較例の線材につき引張り試験を行っ
た結果を表２に示す。ただし、０．１２ｍｍから０．０
５ｍｍに伸線する中間で４５０℃で熱処理を行った。

【００２１】

【表２】 引張強さ（ｋｇ／ｍｍ2 ） 直径（ｍｍ） 本発明法 比 較 例 ０．１２ ９３， ９３ ８６， ９７， ９１ ０．０５ １１７，１１９ １１８，１０８，１３３

【００２２】本発明法による中間線材には表面に銀富化
層の痕跡が残っているが、これによる引張強さへの影響
はほとんどないことが分かる。

【００２３】酸洗前後の線材の表面組成をＥＰＭＡで調
査した結果を表３に示す。

【００２４】

【表３】 表面組成（％） 寸法（ｍｍ） Ｃｕ Ａｇ 表 面 色 備考 １．９９０ ９１．０ ９．６ 赤味を帯びた銀色 伸線のまま １．９８４ ２８．８ ７２．２ 銀白色 酸洗のまま ０．５ ８７．５ １２．０ 赤味を帯びた銀色 酸洗後伸線

【００２５】表３より酸洗が中間線材の表面Ａｇ濃度を
高めること、及び酸洗後の伸線により表面のＡｇ濃度が
次第に低下し元の値に向かって戻ることが分かる。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１〜３記載
の本発明によると中間線材の表面を銀富化層とすること
により極細線の伸線の際の断線を少なくすることができ
る。したがって本発明によると、材料損失を少なくしか
つ高能率で強度と伝導性に優れた極細線を製造すること
ができるので工業的な価値が高い。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ａｇ含有量が５〜１５％の銀入り銅合金
   極細線の製造方法において、１〜５ｍｍの直径を有する
   前記銅合金の線を冷間伸線する伸線工程中に、濃度が１
   ０〜４０％の硝酸で前記銅合金の線を少なくとも１回酸
   洗することを特徴とする銀入り銅合金極細線の製造方
   法。
2. 【請求項２】 Ａｇ含有量が５〜１５％の銀入り銅合金
   極細線の製造方法において、１〜５ｍｍの直径を有する
   前記銅合金の線を冷間伸線する伸線工程において前記銅
   合金の表面のＡｇ濃度を５０％以上とすることを特徴と
   する銀入り銅合金極細線の製造方法。
3. 【請求項３】 Ａｇ含有量が５〜１５％の銀入り銅合金
   極細線の製造方法において、１〜５ｍｍの直径を有する
   前記銅合金の線を冷間伸線する伸線工程において前記銅
   合金の表面から０．００５〜０．０１０ｍｍの深さの表
   面層におけるＡｇ濃度を５０％以上とすることを特徴と
   する銀入り銅合金極細線の製造方法。
4. 【請求項４】 連続鋳造棒を直径が１〜２ｍｍの線まで
   冷間伸線することを特徴とする請求項１から３までのい
   ずれか１項記載の銀入り銅合金極細線の製造方法。