JPH084837B2 - 極細線の製造方法 - Google Patents

極細線の製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、電子リードワイヤ、ボンディングワイヤ
または極小マグネット用ワイヤとして使用しうる極細線
の製造方法に関するものであり、さらに詳しくは、常温
で極細線に伸線加工しても断線の少ない極細線領域での
伸線加工性に優れた中間素線を得る方法に関するもので
ある。
〔従来の技術〕
従来、極細線を製造する方法としては、 （１）多段プーリーとダイスからなる線引き機械におい
て、空冷された潤滑油を適量噴霧しながら連続的に伸線
加工する方法、 （２）線材を線引きダイスと共に低温の液化ガス中に浸
漬しながら伸線加工する方法（特公昭54−17706号公
報）、 が知られている。
上記極細線とは、一般に、線径が0.06mm以下のものを
いう。
〔発明が解決しようとする問題点〕
ところが、上記（１）の伸線加工法では、伸線中に発
生するダイスと素線間の摩擦熱により、素線の動的回復
・再結晶化により材料強度の低下（延性の回復は見られ
ない）が生じ、このように伸線加工を繰り返して来た素
線を、さらに0.06mm以下の極細線に伸線加工すると、伸
線加工中の断線が多発する。
このように上記（１）の方法では、常温での極細線の
伸線加工は断線が多発することから、加工性のよい低温
域での加工により極細線を得ることを目的とした上記
（２）の方法が開発されたものである。しかしながら、
上記（２）の方法では、ダイスおよび多段プーリーを収
容する大きな冷媒槽を必要とし、装置全体を冷却するた
めに多大の冷却エネルギーを必要とする。さらに、0.06
mm以下の極細線加工中の段線トラブルを皆無とすること
は無理であり、断線が発生したときの点検と補修に手間
がかかりすぎ、現実的でないという問題点があった。
〔問題点を解決するための手段〕
そこで、本発明者らは、上記（１）の従来の極細線の
製造方法では、伸線加工中に発生するダイスと素線間の
摩擦熱による素線の動的回復・再結晶化により材料強度
の低下（延性の回復は見られない）が生じ、その後の極
細線伸線工程での断線が多発するという事実にかんが
み、断線を減少させるべく研究を行なった結果、 極細線を伸線加工する前の工程において、線材組織内
に動的回復・再結晶を起さない低温度で伸線加工し、極
限まで加工歪を素線に導入し、回復・再結晶のストアー
ドエネルギーを蓄積させ、その後、急速加熱、焼鈍によ
り非常に多くの再結晶核を発生させ、これら再結晶核を
粒成長させることなく急速冷却することにより極微細再
結晶粒を形成させ、強度と延性を高めた中間素線をつく
り、かかる中間素線を従来の上記（１）の方法で極細線
に伸線加工すると、極細線領域での伸線加工中の断線が
極めて少なくなるという知見を得たのである。
この発明は、かかる知見にもとづいてなされたもので
あって、 （１） 線径:0.9〜0.15mmの素線を液体窒素あるいはド
ライアイスとアルコール等の冷媒を用いて、低温度：−
200℃〜−23℃に冷却する工程、 上記低温度に冷却した素線を、湿度:70％以上の高湿
度雰囲気下に通すことにより、素線表面に水蒸気を結露
または凍結せしめて潤滑性を向上させ、ただちに、線引
きにより断線が生じることのない太さの線径:0.30〜0.1
0mmまで伸線加工する工程、 上記伸線加工した線材を、焼鈍温度:200℃〜600℃
に、加熱速度:1000℃/sec以上で急速加熱した後、冷却
速度:50℃/sec以上で急冷することにより中間素線を得
る工程、 このようにして得た中間素線を、最終線径:0.06mm以
下に常温で冷間伸線加工する工程、の各工程からなる極
細線の製造方法、および、 （２） 線径:0.9〜0.15mmの素線を、液体窒素あるいは
ドライアイスとアルコール等の冷媒中で、線引きにより
断線が生じることのない太さの線径:0.30〜0.10mmまで
伸線加工する工程、 上記伸線加工した線材を、焼鈍温度:200℃〜600℃
に、加熱速度:1000℃/sec以上で急速加熱した後、冷却
速度:50℃/sec以上で急冷することにより中間素線を得
る工程、 このようにして得た中間素線を、最終線径:0.06mm以
下に常温で冷間伸線加工する工程、 の各工程からなる極細線の製造方法、 を特徴とするものである。
つぎに、上記極細線の製造方法において、上記の如く
条件の数値を限定した理由について述べる。
（ａ） 素線線径 素線線径が0.9mmより太いと、低温伸線時の作業工程
が多くなり、工業的には好ましくなく、一方、線径が0.
15mm未満であると充分な加工度がとれないので、素線線
径は0.9〜0.15mmと定めた。
（ｂ） 低温度 低温度とは、温度：−200℃〜−23℃の範囲内の温度
で、−200℃未満にするには、液体ヘリウムが必要なた
めコストがかかりすぎ、工業的には採算がとれない。一
方、−23℃を越えて高くすると、低温歪を十分に蓄積す
ることができない。
したがって、上記低温度とは、−200℃〜−23℃と定
めた。
（ｃ） 湿度 低温度にした素線を湿度:70％以上の高湿度雰囲気中
を通過させて、素線表面に水蒸気を結露または凍結せし
め、ダイスとの潤滑性を向上させるものであり、湿度は
高い程良いが、潤滑性能が得られる程度の結露または凍
結が比較的簡単に起るのは上記湿度が70％以上であるの
で、湿度は70％以上と定めた。
（ｄ） 断線することのない太さの線径 低温度における伸線加工は、液体窒素あるいはドライ
アイスとアルコール等の冷媒中での伸線加工となること
もあるので、このような冷媒中での伸線加工時に断線す
ると補修に多大の時間と労力が必要となる。したがっ
て、冷媒中での断線がないような太さの線径が必要とな
るが、線径が0.30mmより太いと極細線加工時の加工度が
大きくなりすぎ、一方、線径が0.10mm未満では伸線時に
断線が発生する。
そのため、低温伸線後の線径は、0.30〜0.10mmと定め
た。
（ｅ） 焼鈍温度 焼鈍温度が200℃未満であると組織内に効果的な再結
晶粒が得られず、一方、600℃より高いと結晶粒が粗大
化してしまい極細線伸線時の断線率が高くなるので、焼
鈍温度は200〜600℃と定めた。
（ｆ） 加熱速度および冷却速度 上記焼鈍温度への加熱速度が1000℃/sec未満では、効
果的な極微細再結晶粒が得られず、一方、冷却速度が50
℃/secより遅いと上記極微細再結晶粒の成長を阻止する
ことができないので、それぞれ、加熱速度:1000℃/sec
以上、冷却速度:50℃/sec以上と定めた。
〔実施例〕
つぎに、この発明を、実施例により具体的に説明す
る。
第１図は、この発明の極細線の製造方法を示すシステ
ムの概略図である。
コイル巻きされた線径;0.18mmのタフピッチ銅からな
る素線１と、 温度：−100℃に保持した低温ボックス２と、 ダイス３′の温度を−10℃〜10℃、伸線加工雰囲気内
湿度を70％以上にそれぞれ管理できる湿度調節機付き連
続伸線機３と、 加熱速度:1000℃/sec以上、焼鈍温度:200℃〜600℃に
調節できる能力をもつ連続通電焼鈍装置４と、 冷却速度:50℃/sec以上の能力をもつ空冷装置５と、 中間素線の巻取装置６と、 多段プーリー７″とダイス７′とからなる伸線装置７
と、 冷媒８″を充填し、ダイス８′を内備した冷媒槽８、
を用意し、これら装置を、素線が矢印の方向に移送でき
るように配置して、第１図に示される極細線の製造シス
テムを組立てる。
（１） 第１図に示されたコイル巻きした線径:0.18mm
のタフピッチ銅からなる素線１を、温度：−100℃に保
持された低温ボックス２中を通過させ、冷却して、低温
ボックス２の出口から排出される素線の温度を略70℃と
した。
この略70℃に冷却した素線を、湿度:95％に管理した
高湿度雰囲気中を通過させ、素線表面に潤滑作用として
適度な微細な霜あるいは氷を付着させると同時に、温
度:0℃に管理されたダイス３′を伸線速度:1000m/minで
通過させ、線径:0.12mmに伸線加工した。
上記線径:0.12mmまで伸線加工した素線を、昇温速
度：約3000℃/secで通電加熱し、最高到達温度:480〜53
0℃、総加熱時間:1/30秒の条件で焼鈍し、冷却装置５を
経て、冷却速度：約800℃/secで急冷し、巻取装置６に
より巻取って中間素線とした。
この中間素線を多段プーリー７″とダイス７′よりな
る従来の伸線装置７により、空冷された潤滑油を適量噴
霧しながら連続的に伸線加工し、線径:0.03mm、線径:0.
02mmおよび線径:0.01mmの極細線を製造し、このとき断
線率（素線10kgを伸線する場合の断線回数で、断線回数
/10kg伸線、で表わす）も測定し、本発明法による断線
率とした。
一方、上記タフピッチ銅からなる線径:0.18mmの素線
１を、ダイスを用いて線径:0.12mmまで冷間伸線加工
し、その後、前記と同様に通電焼鈍を行ない従来の中間
素線とし、この従来の中間素線を上記公知の多段プーリ
ー７″とダイス７′からなる伸線装置７により、線径:
0.03mm、線径:0.03mmおよび線径:0.01mmまでそれぞれ伸
線加工し、このときの断線率（断線回数/10kg伸線）を
測定して、従来法による断線率とした。
これら断線率の測定結果をまとめて第１表に示した。
（２） 第１図に示されるように、コイル巻きされた線
径:0.18mmのタフピッチ銅からなる素線１を、液体窒素
からなる冷媒８″を満たし、内部にダイス８′を備えた
冷媒槽８のダイス８′により伸線加工し、断線の生じる
ことはない線径:0.12mmを有する素線を得た。
この線径:0.12mmの素線を、上記（１）と同じ条件
で、急速加熱、焼鈍および冷却速度で熱処理し、巻取装
置６により巻取って中間素線とした。
この中間素線を上記（１）と全く同一の条件で、線
径:0.03mm、線径:0.02mmおよび0.01mmの極細線を製造
し、このときの断線率（断線回数/10kg伸線）を測定し
た。
この測定した断線率の値は、上記（１）の本発明法に
よる断線率の値とほぼ同じ結果が得られた。
なお、この（１）および（２）の実施例は、タフピッ
チ銅からなる素線を用いて、この発明の極細線の製造方
法を実施したが、上記タフピッチ銅に限らず、銅合金、
純アルミもしくは低アルミ合金の極細線の製造にも適用
できるものである。
〔発明の効果〕
第１表からも明らかなように、本発明法により極細線
を製造すると、従来法と比べて、断線率（線材10kgを伸
線する場合の断線回数）は、格段に減少し、収率を向上
させることができ、さらに断線の多発する極細線径への
伸線加工を常温で行なうことができるので、断線時の点
検、補修が簡単に行なえ、さらに、中間素線の伸線加工
時に、素線の表面に霜あるいは氷を付着させることによ
り潤滑性を向上させ、伸線中の摩擦熱の発生を防ぐので
潤滑油を必要としないなどの優れた作用効果を奏するも
のである。
【図面の簡単な説明】
第１図は、この発明の極細線の製造システムを示す概略
図である。 １……素線、２……低温ボックス ３……湿度調節機付き連続伸線機 ３′……ダイス、４……連続通電焼鈍装置 ５……空冷装置、６……巻取装置７ ……伸線装置、７′……ダイス ７″……多段プーリー、８……冷媒槽 ８′……ダイス、８″……冷媒
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭52−120949（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−97957（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−67514（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】低温度に冷却した素線を、高湿度雰囲気中
    を通過させ、ただちに、線引きにより断線が生じること
    のない太さの線径まで伸線加工し、 上記伸線加工した線材を、急速加熱し、焼鈍した後、急
    速冷却して中間素線を形成し、 しかる後、上記中間素線を常温で伸線加工することを特
    徴とする極細線の製造方法。
  2. 【請求項２】冷媒中に浸漬配置した線引き用ダイスを通
    して、低温度の冷媒中で、線引きにより断線が生じるこ
    とのない太さの線径まで伸線加工し、 上記伸線加工した線材を、急速加熱し、焼鈍した後、急
    速冷却して中間素線を形成し、 しかる後、上記中間素線を常温で伸線加工することを特
    徴とする極細線の製造方法。
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