JPH11181560A - 銅合金電線及びその製造方法並びに銅合金ケーブル - Google Patents
銅合金電線及びその製造方法並びに銅合金ケーブルInfo
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- JPH11181560A JPH11181560A JP10259999A JP25999998A JPH11181560A JP H11181560 A JPH11181560 A JP H11181560A JP 10259999 A JP10259999 A JP 10259999A JP 25999998 A JP25999998 A JP 25999998A JP H11181560 A JPH11181560 A JP H11181560A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C9/00—Alloys based on copper
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
- C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
- C22F1/08—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of copper or alloys based thereon
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- H—ELECTRICITY
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 原価が低廉で工業的に実現可能な高強度、高
伝導度銅合金電線およびそれによるケーブルを提供す
る。 【解決手段】 高強度、高伝導度の銅合金電線とそれに
よるケーブル、およびそれらの製造方法であって、銅合
金は０．１５〜１．３０％のクロムと、０．０１〜０．
１５％のジルコニウムと、実質的に残余を占める銅を含
む。この合金電線は熱処理され、中間のゲージに冷間加
工され、熱処理され、最終のゲージに冷間加工され、そ
して最後に熱処理される。
伝導度銅合金電線およびそれによるケーブルを提供す
る。 【解決手段】 高強度、高伝導度の銅合金電線とそれに
よるケーブル、およびそれらの製造方法であって、銅合
金は０．１５〜１．３０％のクロムと、０．０１〜０．
１５％のジルコニウムと、実質的に残余を占める銅を含
む。この合金電線は熱処理され、中間のゲージに冷間加
工され、熱処理され、最終のゲージに冷間加工され、そ
して最後に熱処理される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は高強度、高伝導度の
銅合金電線またはケーブルおよびその製造方法に関し、
この銅合金電線は実質的に、０．１５〜１．３０％のク
ロムと、０．０１〜０．１５％のジルコニウムと、実質
的に残余を占める銅とからなる。
銅合金電線またはケーブルおよびその製造方法に関し、
この銅合金電線は実質的に、０．１５〜１．３０％のク
ロムと、０．０１〜０．１５％のジルコニウムと、実質
的に残余を占める銅とからなる。
【０００２】
【従来の技術】銅合金は電気伝導度が高いので、電線用
合金として選ばれるのは自然である。実際上、商業的純
度の銅はもっとも広く用いられている導電体である。銅
の性質が特定の用途に対して十分でないときには、高性
能導電性合金が要求される。このような合金は、電気伝
導度に加えて、しばしば相反する各種の特性の組み合わ
せを満足しなくてはならない。これらの特性としては、
強度、延伸性、軟化抵抗、および繰り返し曲げ寿命が挙
げられる。ＡＳＴＭ Ｂ６２４は、電気用途に用いるた
めの高強度、高伝導度銅合金電線に対する要求を記載し
ている。この仕様は銅合金に対して最低引張強度６０ｋ
ｓｉ、最低電気伝導度８５％ＩＡＣＳ、および伸び７〜
９％を要求している。高強度銅合金ケーブルに対する米
軍仕様は、最小伸び６％と最低引張強度６０ｋｓｉを要
求している。
合金として選ばれるのは自然である。実際上、商業的純
度の銅はもっとも広く用いられている導電体である。銅
の性質が特定の用途に対して十分でないときには、高性
能導電性合金が要求される。このような合金は、電気伝
導度に加えて、しばしば相反する各種の特性の組み合わ
せを満足しなくてはならない。これらの特性としては、
強度、延伸性、軟化抵抗、および繰り返し曲げ寿命が挙
げられる。ＡＳＴＭ Ｂ６２４は、電気用途に用いるた
めの高強度、高伝導度銅合金電線に対する要求を記載し
ている。この仕様は銅合金に対して最低引張強度６０ｋ
ｓｉ、最低電気伝導度８５％ＩＡＣＳ、および伸び７〜
９％を要求している。高強度銅合金ケーブルに対する米
軍仕様は、最小伸び６％と最低引張強度６０ｋｓｉを要
求している。
【０００３】冷間加工によって達成できる水準以上の強
度を与えるために、合金要素を加えることができる。し
かしながら、これらの要素が基質に溶解するならば、合
金の電気伝導度は急速に低下する。米国特許第４，７２
７，００２号および４，５９４，１１６号は、特定の合
金化添加物を含む高強度、高伝導度銅合金電線を開示し
ている。
度を与えるために、合金要素を加えることができる。し
かしながら、これらの要素が基質に溶解するならば、合
金の電気伝導度は急速に低下する。米国特許第４，７２
７，００２号および４，５９４，１１６号は、特定の合
金化添加物を含む高強度、高伝導度銅合金電線を開示し
ている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】したがって、原価が低
廉で工業的に実現可能な高強度、高伝導度銅合金電線お
よびそれによるケーブルを開発することが望ましい。
廉で工業的に実現可能な高強度、高伝導度銅合金電線お
よびそれによるケーブルを開発することが望ましい。
【０００５】本発明の他の目的については後に明らかと
される。
される。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前述の目的は、本発明に
よって容易に達成され得ることが見いだされた。
よって容易に達成され得ることが見いだされた。
【０００７】本発明は、高強度、高伝導度銅合金電線及
びそれによるケーブルの製法を提供するものである。そ
の方法とは、０．１５〜１．３０％のクロムと、０．１
０〜０．１５％のジルコニウムと、実質的に残余を占め
る銅とからなる０．２５インチ以下のゲージの銅合金電
線を用意する工程と、前記電線を少なくとも２０秒間、
１６００〜１８００゜Ｆの温度で熱処理し、通常はその
後一定条件で冷却する、すなわち急冷するか、あるいは
ゆっくりと断続的に冷却する工程と、次いで前記合金に
第１段の冷間加工、望ましくは伸線加工を施し、０．０
３０〜０．１２５インチのゲージとする工程と、次いで
前記合金に１５分間から１０時間、６００〜１０００゜
Ｆで第２回の熱処理を施す工程と、次いで前記合金に第
２回の、そして最終の冷間加工、好ましくは伸線加工を
施し、０．０１０インチ以下のゲージとする工程と、最
後に前記合金を１５分間から１０時間、６００〜１００
０゜Ｆで熱処理する工程と、からなっている。
びそれによるケーブルの製法を提供するものである。そ
の方法とは、０．１５〜１．３０％のクロムと、０．１
０〜０．１５％のジルコニウムと、実質的に残余を占め
る銅とからなる０．２５インチ以下のゲージの銅合金電
線を用意する工程と、前記電線を少なくとも２０秒間、
１６００〜１８００゜Ｆの温度で熱処理し、通常はその
後一定条件で冷却する、すなわち急冷するか、あるいは
ゆっくりと断続的に冷却する工程と、次いで前記合金に
第１段の冷間加工、望ましくは伸線加工を施し、０．０
３０〜０．１２５インチのゲージとする工程と、次いで
前記合金に１５分間から１０時間、６００〜１０００゜
Ｆで第２回の熱処理を施す工程と、次いで前記合金に第
２回の、そして最終の冷間加工、好ましくは伸線加工を
施し、０．０１０インチ以下のゲージとする工程と、最
後に前記合金を１５分間から１０時間、６００〜１００
０゜Ｆで熱処理する工程と、からなっている。
【０００８】必要に応じて、追加の工程を用いることも
できる。例えば第２回の熱処理工程の後で、最終の冷間
加工工程の前に冷間加工、好ましくは伸線加工を行って
０．０３インチより大きなゲージとし、その後に例えば
１分間以下の熱処理を行っても良い。
できる。例えば第２回の熱処理工程の後で、最終の冷間
加工工程の前に冷間加工、好ましくは伸線加工を行って
０．０３インチより大きなゲージとし、その後に例えば
１分間以下の熱処理を行っても良い。
【０００９】本発明の高強度、高伝導度銅合金電線は、
０．１５〜１．３０％のクロムと、０．１０〜０．１５
％のジルコニウムと、実質的に残余を占める銅とからな
る銅合金から構成され、前記電線は０．１０インチ以下
のゲージを有し、クロム及びジルコニウムの大部分は、
析出した１ミクロン以下の大きさの粒子として銅基質中
に存在し、前記電線は、最低５５ｋｓｉの強度と、最低
８５％ＩＡＣＳの電気伝導度と、６％の最小伸びを有す
る。
０．１５〜１．３０％のクロムと、０．１０〜０．１５
％のジルコニウムと、実質的に残余を占める銅とからな
る銅合金から構成され、前記電線は０．１０インチ以下
のゲージを有し、クロム及びジルコニウムの大部分は、
析出した１ミクロン以下の大きさの粒子として銅基質中
に存在し、前記電線は、最低５５ｋｓｉの強度と、最低
８５％ＩＡＣＳの電気伝導度と、６％の最小伸びを有す
る。
【００１０】望ましくは、本発明の銅合金電線は最低６
０ｋｓｉの引張強度と、最低９０％ＩＡＣＳの電気伝導
度と、７％の最小伸び、できれば９％の最小伸びを有す
る。本発明による銅合金電線の、多素線銅合金ケーブル
を供給することは特に望ましい。このようなケーブル
は、０．００１〜０．００８インチ、好ましくは０．０
０２〜０．００７インチの電線からなる２ 〜４００本
の素線から構成される。ケーブル中の細い電線はその各
々が腐食防止の為の被覆、例えば銀またはニッケルのメ
ッキを施してあることが好ましい。
０ｋｓｉの引張強度と、最低９０％ＩＡＣＳの電気伝導
度と、７％の最小伸び、できれば９％の最小伸びを有す
る。本発明による銅合金電線の、多素線銅合金ケーブル
を供給することは特に望ましい。このようなケーブル
は、０．００１〜０．００８インチ、好ましくは０．０
０２〜０．００７インチの電線からなる２ 〜４００本
の素線から構成される。ケーブル中の細い電線はその各
々が腐食防止の為の被覆、例えば銀またはニッケルのメ
ッキを施してあることが好ましい。
【００１１】本発明の多素線伝導用ケーブルは、例えば
電気伝導度、強度、伸び、および疲労寿命において優れ
ているので、非常に有利である。このものは高温安定性
が優れているので、特定の用途に応じた各種の被覆を施
すことができる。
電気伝導度、強度、伸び、および疲労寿命において優れ
ているので、非常に有利である。このものは高温安定性
が優れているので、特定の用途に応じた各種の被覆を施
すことができる。
【００１２】本発明のその他の特徴については後に明ら
かとされる。
かとされる。
【００１３】本発明は、添付の図面を考慮することでさ
らに容易に理解される。
らに容易に理解される。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明によれば、銅合金電線は
０．１５〜１．３０％のクロムと、０．０１〜０．１５
％のジルコニウムと、実質的に残余を占める銅を含んで
いる。具体的には、次のような組成が望ましい。
０．１５〜１．３０％のクロムと、０．０１〜０．１５
％のジルコニウムと、実質的に残余を占める銅を含んで
いる。具体的には、次のような組成が望ましい。
【００１５】（１）クロム：０．１５〜０．５０％ ジルコニウム：０．０５〜０．１５％ 銅：実質的に残余 （２）クロム：０．５０〜１．３０％ ジルコニウム：０．０１〜０．０５％ 銅：実質的に残余。
【００１６】つけ加えれば、本発明の銅合金電線は特定
の目的で少量の追加の合金成分を含んでも良い。追加成
分の例としてはシリコン、マグネシウムおよび／または
錫が挙げられ、その量は通常各々について０．００１％
から０．１％までである。
の目的で少量の追加の合金成分を含んでも良い。追加成
分の例としてはシリコン、マグネシウムおよび／または
錫が挙げられ、その量は通常各々について０．００１％
から０．１％までである。
【００１７】本発明の明細書を通して、すべてのパーセ
ントは重量パーセントである。
ントは重量パーセントである。
【００１８】つけ加えれば、クロム及びジルコニウムの
大部分は析出した、１ミクロン以下の大きさの粒子とし
て銅基質中に存在する。本発明による基質中の析出成分
は、本発明の加工工程によって電気伝導度を犠牲にする
ことなく、合金の強度を増加する。このように、本発明
は合金の成分、それが基質中に存在するときの形態、お
よびこれら二つの要素の組み合わせがもたらす相乗効果
を利用したものである。
大部分は析出した、１ミクロン以下の大きさの粒子とし
て銅基質中に存在する。本発明による基質中の析出成分
は、本発明の加工工程によって電気伝導度を犠牲にする
ことなく、合金の強度を増加する。このように、本発明
は合金の成分、それが基質中に存在するときの形態、お
よびこれら二つの要素の組み合わせがもたらす相乗効果
を利用したものである。
【００１９】粒子の分布は銅基質中で実質的に均一であ
り、この分布は特に電線の直径が細い場合において、本
発明の銅合金電線の伸びに対して著しい効果を有してい
る。従来、経時硬化性の銅合金電線は、単相領域におい
て固溶化処理を行った後、急冷して過飽和個溶体を作
り、その後冷間加工（好ましくは伸線加工）してねかせ
る、即ちエージングさせるという加工工程で製造されて
いた。高強度と高電気伝導度の両方が要求される銅合金
電線においては、最終のエージング工程が合金の強度と
電気伝導度の両方を同時に増加させることが期待され
る。しかし、不都合なことに、エージング工程にょって
電気伝導度は継続して増加するのに対して、強度は、初
期に増加して最大値に達した後、その後のエージングに
よって低下する。このように、強度と電気伝導度の最大
値は同時には得られない。
り、この分布は特に電線の直径が細い場合において、本
発明の銅合金電線の伸びに対して著しい効果を有してい
る。従来、経時硬化性の銅合金電線は、単相領域におい
て固溶化処理を行った後、急冷して過飽和個溶体を作
り、その後冷間加工（好ましくは伸線加工）してねかせ
る、即ちエージングさせるという加工工程で製造されて
いた。高強度と高電気伝導度の両方が要求される銅合金
電線においては、最終のエージング工程が合金の強度と
電気伝導度の両方を同時に増加させることが期待され
る。しかし、不都合なことに、エージング工程にょって
電気伝導度は継続して増加するのに対して、強度は、初
期に増加して最大値に達した後、その後のエージングに
よって低下する。このように、強度と電気伝導度の最大
値は同時には得られない。
【００２０】本発明によれば、強度、電気伝導度および
伸びの優れた組み合わせが、本発明による加工工程によ
って得られる。
伸びの優れた組み合わせが、本発明による加工工程によ
って得られる。
【００２１】本発明によれば、銅合金は第１回の熱処理
工程に付され、この際１６００〜１８００°Ｆの温度で
少なくとも２０秒間、普通は３０秒から２時間処理され
ることによって、合金化添加物の一部、望ましくは大部
分が溶体となる。この第１回の焼きなまし工程は一貫工
程でもバッチ工程でも良く、普通は０．０８〜０．２５
インチのゲージの電線に対して行われる。
工程に付され、この際１６００〜１８００°Ｆの温度で
少なくとも２０秒間、普通は３０秒から２時間処理され
ることによって、合金化添加物の一部、望ましくは大部
分が溶体となる。この第１回の焼きなまし工程は一貫工
程でもバッチ工程でも良く、普通は０．０８〜０．２５
インチのゲージの電線に対して行われる。
【００２２】次いで合金電線は第１回の冷間加工工程に
おいて冷間加工、普通は伸線加工され、０．０３０〜
０．１２５インチ、好ましくは０．０４０〜０．０８０
インチの、中間的なゲージとされる。
おいて冷間加工、普通は伸線加工され、０．０３０〜
０．１２５インチ、好ましくは０．０４０〜０．０８０
インチの、中間的なゲージとされる。
【００２３】次いで合金電線は第２回の熱処理に付さ
れ、６００〜１０００°Ｆの温度において１５分から１
０時間好ましくは３０分から４時間処理されることによ
って、クロムとジルコニウムが析出する。この工程の後
の合金の電気伝導度は普通は最低８５％ＩＡＣＳ、好ま
しくは最低９０％ＩＡＣＳである。
れ、６００〜１０００°Ｆの温度において１５分から１
０時間好ましくは３０分から４時間処理されることによ
って、クロムとジルコニウムが析出する。この工程の後
の合金の電気伝導度は普通は最低８５％ＩＡＣＳ、好ま
しくは最低９０％ＩＡＣＳである。
【００２４】次いで合金電線は第２回の冷間加工工程に
付され、普通には伸線加工され、特にケーブル中の素線
として用いられる場合は、好ましくは０．０１０インチ
以下の最終ゲージとされる。
付され、普通には伸線加工され、特にケーブル中の素線
として用いられる場合は、好ましくは０．０１０インチ
以下の最終ゲージとされる。
【００２５】必要に応じて、他のサイクルを上記のプロ
セスの間に挿入することもできる。例えば第２回の熱処
理工程の後で、最終の冷間加工工程の前に望ましくは冷
間加工、普通には伸線加工を行って０．０３インチより
大きなゲージとし、その後に６００〜１４００゜Ｆの温
度で２０秒から１０時間の熱処理を行っても良い。
セスの間に挿入することもできる。例えば第２回の熱処
理工程の後で、最終の冷間加工工程の前に望ましくは冷
間加工、普通には伸線加工を行って０．０３インチより
大きなゲージとし、その後に６００〜１４００゜Ｆの温
度で２０秒から１０時間の熱処理を行っても良い。
【００２６】第２回の冷間加工工程の後、合金は６００
〜１０００゜Ｆの温度で１５分から１０時間、最終的な
熱処理を受ける。
〜１０００゜Ｆの温度で１５分から１０時間、最終的な
熱処理を受ける。
【００２７】第２回の熱処理工程は合金電線にエージン
グを起こさせ、必要な電気伝導度を与える。これには引
張強度の最高値を通り過ぎる、過エージングが要求され
る場合もある。最終の熱処理工程は引張強度と伸びの、
望ましい組み合わせを与え、また第２回の熱処理工程で
失われた電気伝導度を回復する。
グを起こさせ、必要な電気伝導度を与える。これには引
張強度の最高値を通り過ぎる、過エージングが要求され
る場合もある。最終の熱処理工程は引張強度と伸びの、
望ましい組み合わせを与え、また第２回の熱処理工程で
失われた電気伝導度を回復する。
【００２８】本発明の合金は、導電用素線の用途に用い
られるのに好適な細ゲージないし極細ゲージの寸法にま
で、好適に伸線加工されることができ、特にメッキ無し
またはメッキ付きの多素線導電用ケーブルの用途に用い
られる時に有利である。合金がエージングを受けた後
か、それとも固溶化処理を受けた状態にあるかを問わ
ず、これらの合金は断面積減少が９９％以上になるまで
伸線加工されることができる。ＡＳＴＭ Ｂ６２４に示
されているように、一般に細い電線の伸びは大きなゲー
ジの電線よりも小さい。本発明の合金は小さなゲージに
おいても良好な伸びを示す。
られるのに好適な細ゲージないし極細ゲージの寸法にま
で、好適に伸線加工されることができ、特にメッキ無し
またはメッキ付きの多素線導電用ケーブルの用途に用い
られる時に有利である。合金がエージングを受けた後
か、それとも固溶化処理を受けた状態にあるかを問わ
ず、これらの合金は断面積減少が９９％以上になるまで
伸線加工されることができる。ＡＳＴＭ Ｂ６２４に示
されているように、一般に細い電線の伸びは大きなゲー
ジの電線よりも小さい。本発明の合金は小さなゲージに
おいても良好な伸びを示す。
【００２９】本発明およびそれに基づく改良は、以下の
実施例によってより容易に理解されるであろう。
実施例によってより容易に理解されるであろう。
【００３０】
【実施例】実施例１ この実施例においては下記の組成を有する銅合金が用い
られた。
られた。
【００３１】クロム：０．３０％ ジルコニウム：０．０９％ シリコン：０．０２８％ 銅：実質的に残余 出発材料は０．１７０インチの直径で固溶化処理を受
け、次いで０．１０２インチまで伸線加工された銅合金
電線であり、これは０．１０２インチのゲージを持ち、
その電気伝導度は７７％ＩＡＣＳであった。
け、次いで０．１０２インチまで伸線加工された銅合金
電線であり、これは０．１０２インチのゲージを持ち、
その電気伝導度は７７％ＩＡＣＳであった。
【００３２】合金は下記の表１に示されるいろいろな条
件で処理され、その特性は下記に示される通りであっ
た。
件で処理され、その特性は下記に示される通りであっ
た。
【００３３】
【表１】 試料 条件 直径 引張強度 伸び 電気伝導度 （インチ）（ｋｓｉ） （10インチ （％ＩＡＣＳ） 当たり%） １ 伸線加工時 0.045 73.0 -- -- ２ １＋熱処理 0.045 64.5 3.6 82.5 ２時間-750゜F ３ 伸線加工時 0.020 81.3 1.8 -- ４ ３＋熱処理 0.020 70.8 4.0 83.8 ２時間-750゜F ５ ３＋熱処理 0.020 61.2 7.2 92.9 ２時間-850゜F ６ ３＋熱処理 0.020 52.3 10.6 95.1 ２時間-950゜F ７ ２＋伸線加工時 0.020 87.4 2.2 -- ８ ７＋熱処理 0.020 73.8 5.1 89.3 ２時間-750゜F ９ ７＋熱処理 0.020 63.4 8.6 93.7 ２時間-850゜F 10 ７＋熱処理 0.020 54.0 12.2 95.0 ２時間-950゜F ０．０４５インチの中間的なゲージにおいてエージング
され、次いで伸線加工され、さらにエージングされた合
金、すなわちサンプル８〜１０は、最終サイズにおいて
エージングされただけの合金、すなわちサンプル４〜６
よりも高い電気伝導度および引張強度に達する。図１に
示されるように、本発明によって加工された電線「プロ
セスＡ」は、従来の方法で加工された電線「プロセス
Ｂ」よりも、同じ引張強度において、より高い伸びを有
している。従来の方法で加工された電線「プロセスＢ」
は固溶化処理、冷間伸線加工およびエージングを受け
た。
され、次いで伸線加工され、さらにエージングされた合
金、すなわちサンプル８〜１０は、最終サイズにおいて
エージングされただけの合金、すなわちサンプル４〜６
よりも高い電気伝導度および引張強度に達する。図１に
示されるように、本発明によって加工された電線「プロ
セスＡ」は、従来の方法で加工された電線「プロセス
Ｂ」よりも、同じ引張強度において、より高い伸びを有
している。従来の方法で加工された電線「プロセスＢ」
は固溶化処理、冷間伸線加工およびエージングを受け
た。
【００３４】実施例２ この実施例においては下記の組成を有する銅合金が用い
られた。
られた。
【００３５】クロム：０．９２％ ジルコニウム：０．０１４％ 銅：実質的に残余 出発材料は固溶化処理を受け、次いで０．１０２インチ
まで伸線加工され、次いでエージングを受けた銅合金電
線で、これは０．１０２インチのゲージを持ち、その伝
導度は８７％ＩＡＣＳであった。
まで伸線加工され、次いでエージングを受けた銅合金電
線で、これは０．１０２インチのゲージを持ち、その伝
導度は８７％ＩＡＣＳであった。
【００３６】合金は下記の表２に示されるいろいろな条
件で加工され、その特性は下記に示される通りであっ
た。
件で加工され、その特性は下記に示される通りであっ
た。
【００３７】
【表２】 試料 条件 直径 引張強度 伸び 電気伝導度 （インチ）（ｋｓｉ） （10インチ （％ＩＡＣＳ） 当たり%） 11 伸線加工時 0.050 89.6 -- 82.1 12 １＋熱処理 0.050 68.4 8.8 90.5 ２時間-750゜F 13 伸線加工時 0.025 94.9 2.5 78.4 14 ３＋熱処理 0.025 80.6 4.5 84.4 ２時間-750゜F 15 ３＋熱処理 0.025 70.6 6.3 89.6 ２時間-850゜F 16 ３＋熱処理 0.025 61.2 10.6 92.7 ２時間-950゜F 17 ２＋伸線加工時 0.025 52.4 16.9 95.1 18 ７＋熱処理 0.025 89.4 1.7 88.1 ２時間-750゜F 19 ７＋熱処理 0.025 79.7 3.4 91.1 ２時間-850゜F 20 ７＋熱処理 0.025 71.0 6.1 93.0 ２時間-950゜F 21 ７＋熱処理 0.025 60.6 10.1 94.2 ２時間-950゜F 22 ７＋熱処理 0.025 51.3 18.1 95.1 ２時間-950゜F 結果は、０．０５０インチの直径でエージングされ、次
いで伸線加工および最後にエージングを受けた電線は、
より高い電気伝導度に達することを示している。図２
は、強度に対する伸びを示している。本発明の方法で処
理された本発明の電線は、強度、伝導度および伸びの、
優れた組み合わせを示している。
いで伸線加工および最後にエージングを受けた電線は、
より高い電気伝導度に達することを示している。図２
は、強度に対する伸びを示している。本発明の方法で処
理された本発明の電線は、強度、伝導度および伸びの、
優れた組み合わせを示している。
【００３８】実施例３ この実施例においては下記の組成を有する銅合金が用い
られた。
られた。
【００３９】クロム：０．９２％ ジルコニウム：０．０１６％ 銅：実質的に残余 電線は０．１０２インチ直径に伸線加工され、エージン
グを受けた。次いで電線は０．０２０ないし０．０１０
インチ直径に伸線加工された。電線は０．０１０インチ
直径まで問題なく容易に伸線加工することができた。エ
ージングされた電線の引張強度と電気伝導度は下記の表
３に掲げた。すべての場合においてエージングされた電
線は９０％ＩＡＣＳ以上の電気伝導度を示し、かつ引張
強度と伸びの優れた組み合わせを有していた。
グを受けた。次いで電線は０．０２０ないし０．０１０
インチ直径に伸線加工された。電線は０．０１０インチ
直径まで問題なく容易に伸線加工することができた。エ
ージングされた電線の引張強度と電気伝導度は下記の表
３に掲げた。すべての場合においてエージングされた電
線は９０％ＩＡＣＳ以上の電気伝導度を示し、かつ引張
強度と伸びの優れた組み合わせを有していた。
【００４０】
【表３】 試料 直径 温度 時間 引張強度 伸び 電気伝導度 (インチ) (゜F) (hr) (ksi) (10インチ （％IACS） 当り％) 23 0.020 850 １ 72.7 ５ 93.6 24 0.018 850 １ 72.6 ６ 94.6 25 0.016 850 １ 72.2 ６ 94.4 26 0.014 850 １ 72.0 ６ 94.9 27 0.013 850 １ 71.3 ６ 94.2 28 0.011 850 １ 71.9 ６ 94.0 29 0.010 850 １ 70.9 ６ 94.5 30 0.020 900 １ 62.2 ９ 94.6 31 0.018 900 １ 61.0 10 95.8 32 0.016 900 １ 60.9 11 95.6 33 0.014 900 １ 61.9 11 96.0 34 0.013 900 １ 61.6 11 96.3 35 0.011 900 １ 62.0 11 95.9 36 0.010 900 １ 60.3 11 95.3 実施例４ 実施例３の合金（銅−０．９２％クロム−０．０１６％
ジルコニウム）はまず固溶化処理され、０．１０２イン
チ直径に伸線加工され、エージングされた。次いで電線
は０．０４０インチ直径に伸線加工され、次いで１３５
０゜Ｆで２０秒間熱処理された。この熱処理は電気伝導
度に大きな影響を与えることなく、合金を柔軟にする。
この電線は次いで銀メッキされ、０．００５インチ直径
に伸線加工され、２４ＡＷＧまたは１９／３６構造の素
線とされた。この素線は７２０゜Ｆで３時間の最終熱処
理を受けた。この素線の特性は次の通りであった。
ジルコニウム）はまず固溶化処理され、０．１０２イン
チ直径に伸線加工され、エージングされた。次いで電線
は０．０４０インチ直径に伸線加工され、次いで１３５
０゜Ｆで２０秒間熱処理された。この熱処理は電気伝導
度に大きな影響を与えることなく、合金を柔軟にする。
この電線は次いで銀メッキされ、０．００５インチ直径
に伸線加工され、２４ＡＷＧまたは１９／３６構造の素
線とされた。この素線は７２０゜Ｆで３時間の最終熱処
理を受けた。この素線の特性は次の通りであった。
【００４１】引張強度（ｋｓｉ）：５９．４ 伸び（１０インチ当たり％）：１５．６ 電気伝導度（％ＩＡＣＳ）：８７ ここに記載されまたは示された実例は、単に本発明の最
良の実施形態を示すためのものであって、本発明を限定
するものではなく、またこれらはその形態、寸法、部分
の配列および操作の細部について、容易に変更を受け得
るものであることは理解されるべきである。本発明は、
請求範囲によって画定されるその要旨および範囲内にお
けるすべての変更を包含するものである。
良の実施形態を示すためのものであって、本発明を限定
するものではなく、またこれらはその形態、寸法、部分
の配列および操作の細部について、容易に変更を受け得
るものであることは理解されるべきである。本発明は、
請求範囲によって画定されるその要旨および範囲内にお
けるすべての変更を包含するものである。
【図１】本発明の銅合金を本発明の方法に従って加工し
たものと、同じ合金を別の方法で加工したものの伸び対
強度のグラフである。
たものと、同じ合金を別の方法で加工したものの伸び対
強度のグラフである。
【図２】本発明の銅合金を本発明の方法に従って加工し
たものの伸び対強度のグラフである。
たものの伸び対強度のグラフである。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｃ２２Ｆ 1/00 ６６１ Ｃ２２Ｆ 1/00 ６６１Ａ ６８５ ６８５Ｚ ６８６ ６８６Ｚ ６９１ ６９１Ｃ ６９１Ｂ (71)出願人 598125844 10 Ｔｈｏｍａｓ ｒｏａｄ，Ｈａｗｔｈ ｏｒｎｅ，Ｎｅｗ Ｊｅｒｓｅｙ 07507, Ｕ．Ｓ．Ａ. (72)発明者 ジョセフ サレー アメリカ合衆国，ニュージャージー，モリ スタウン，チムニー リッジ ドライヴ 49
Claims (26)
- 【請求項１】 高強度、高伝導度銅合金電線を製造する
方法であって、 実質的に、０．１５〜１．３０％のクロムと、０．０１
〜０．１５％のジルコニウムと、実質的に残余を占める
銅とからなる、０．２５インチ以下のゲージの銅合金電
線を用意する工程と、 前記電線に少なくとも１分間、１６００〜１８００゜Ｆ
の温度で第１回の熱処理を行う工程と、 前記合金に第１回の冷間加工を行って０．０３０ないし
０．１２５インチの中間的なゲージとする工程と、 前記合金に１５分間から１０時間、６００〜１０００゜
Ｆで第２回の熱処理を行う工程と、 前記合金に最終の冷間加工を行って０．０１０インチ以
下の最終ゲージとする工程と、 前記合金に１５分間から１０時間、６００〜１０００゜
Ｆで最終の熱処理を行う工程と、を有することを特徴と
する銅合金電線を製造する方法。 - 【請求項２】 第２回の熱処理工程の後、最終の冷間加
工工程の前に、合金電線を冷間加工して０．０３インチ
以上のゲージとし、次いで熱処理する、請求項１記載の
方法。 - 【請求項３】 第１回の熱処理工程の後に制御された冷
却工程を包含する、請求項１記載の方法。 - 【請求項４】 前記冷間加工工程が伸線加工工程であ
る、請求項１記載の方法。 - 【請求項５】 第１回の熱処理工程が０．０８から０．
２５インチのゲージにおいて１分間から２時間行われ
る、請求項４記載の方法。 - 【請求項６】 前記第１回の冷間加工工程が０．０４０
から０．０８０インチの中間的ゲージになるように行わ
れる、請求項４記載の方法。 - 【請求項７】 前記第２回の熱処理工程が３０分間から
４時間行われる、請求項４記載の方法。 - 【請求項８】 銅合金電線が第１回の熱処理工程の後急
冷される、請求項３記載の方法。 - 【請求項９】 前記銅合金電線がそれぞれ０．１％まで
の含量でシリコン、マグネシウムおよび錫の少なくとも
１種を含む、請求項４記載の方法。 - 【請求項１０】 得られた電線が少なくとも５５ｋｓｉ
の引張強度と、少なくとも８５％ＩＡＣＳの電気伝導度
と、６％の最小伸びを有する、請求項４記載の方法。 - 【請求項１１】 得られた電線が少なくとも６０ｋｓｉ
の引張強度と、少なくとも９０％ＩＡＣＳの電気伝導度
と、７％の最小伸びを有する、請求項４記載の方法。 - 【請求項１２】 得られた電線が、クロムとジルコニウ
ムの大部分を、析出した、１ミクロン以下の大きさの粒
子として含み、前記粒子が銅基質の中に実質的に均一に
分布している、請求項４記載の方法。 - 【請求項１３】 実質的に、０．１５〜１．３０％のク
ロムと、０．０１〜０．１５％のジルコニウムと、実質
的に残余を占める銅とからなる銅合金とから構成される
高い強度と高い電気伝導度を有する銅合金電線であっ
て、前記電線が０．０１０インチ以下のゲージを有し、
クロムとジルコニウムの大部分が、析出した１ミクロン
以下の大きさの粒子として銅基質の中に存在し、およ
び、前記電線が少なくとも５５ｋｓｉの引張強度と、少
なくとも８５％ＩＡＣＳの電気伝導度と、６％の最小伸
びを有する、銅合金電線。 - 【請求項１４】 前記電線が熱処理され、中間的なゲー
ジに冷間加工され、熱処理され、最終的なゲージに冷間
加工され、そして最終的に熱処理される、請求項１３記
載の銅合金電線。 - 【請求項１５】 前記電線が少なくとも６５ｋｓｉの引
張強度と、少なくとも９０％ＩＡＣＳの電気伝導度と、
７％の最小伸びを有する、請求項１３記載の銅合金電
線。 - 【請求項１６】 前記銅合金がそれぞれ０．１％までの
含量でシリコン、マグネシウムおよび錫の少なくとも１
種を含む、請求項１３記載の銅合金電線。 - 【請求項１７】 前記銅合金が０．１５〜０．５０％の
クロムと、０．０５〜０．１５％のジルコニウムと、実
質的に残余を占める銅とを含有する、請求項１３記載の
銅合金電線。 - 【請求項１８】 前記銅合金が０．５０〜１．３０％の
クロムと、０．０１〜０．０５％のジルコニウムと、実
質的に残余を占める銅とからなる、請求項１３記載の銅
合金電線。 - 【請求項１９】 前記粒子が銅基質の中に実質的に均一
に析出している、請求項１３記載の銅合金電線。 - 【請求項２０】 実質的に、０．１５〜１．３０％のク
ロムと、０．０１〜０．１５％のジルコニウムと、実質
的に残余を占める銅とからなる電線の２から４００本の
素線から構成される高い強度と高い電気伝導度を有する
多素線銅合金ケーブルであって、前記電線の各々が０．
００１〜０．００８インチのゲージを有し、クロムとジ
ルコニウムの大部分が、析出した１ミクロン以下の大き
さの粒子として銅基質の中に存在し、前記ケーブルが少
なくとも５５ｋｓｉの引張強度と、少なくとも８５％Ｉ
ＡＣＳの電気伝導度と、６％の最小伸びを有する、多素
線銅合金ケーブル。 - 【請求項２１】 前記素線の各々が熱処理され、中間的
なゲージに冷間加工され、熱処理され、最終的なゲージ
に冷間加工され、そして最終的に熱処理される、請求項
２０記載の銅合金ケーブル。 - 【請求項２２】 前記ケーブルが少なくとも６０ｋｓｉ
の引張強度と、少なくとも９０％ＩＡＣＳの電気伝導度
と、７％の最小伸びを有する、請求項２０記載の銅合金
ケーブル。 - 【請求項２３】 前記素線がそれぞれ０．１％までの含
量でシリコン、マグネシウムおよび錫の少なくとも１種
を含む、請求項２０記載の銅合金ケーブル。 - 【請求項２４】 前記素線が０．１５〜０．５０％のク
ロムと、０．０５〜０．１５％のジルコニウムと、実質
的に残余を占める銅とを含有する、請求項２０記載の銅
合金ケーブル。 - 【請求項２５】 前記素線が０．５０〜１．３０％のク
ロムと、０．０１〜０．０５％のジルコニウムと、実質
的に残余を占める銅とからなる、請求項２０記載の銅合
金ケーブル。 - 【請求項２６】 前記粒子が銅基質の中に実質的に均一
に析出している、請求項２０記載の銅合金ケーブル。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/928844 | 1997-09-12 | ||
| US08/928,844 US6053994A (en) | 1997-09-12 | 1997-09-12 | Copper alloy wire and cable and method for preparing same |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11181560A true JPH11181560A (ja) | 1999-07-06 |
| JP3057058B2 JP3057058B2 (ja) | 2000-06-26 |
Family
ID=25456862
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10259999A Expired - Fee Related JP3057058B2 (ja) | 1997-09-12 | 1998-09-14 | 銅合金電線及びその製造方法並びに銅合金ケーブル |
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| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US6053994A (ja) |
| EP (1) | EP0902096B1 (ja) |
| JP (1) | JP3057058B2 (ja) |
| AT (1) | ATE265552T1 (ja) |
| DE (1) | DE69823435T2 (ja) |
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