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銅合金線的制作方法_2

文檔序號:9475804閱讀:來源:國知局
而且,本實施方 式中,以原子比計,(Co+P)/Sn設(shè)為3. 5彡(Co+P)/Sn彡8. 5的范圍內(nèi)。 [0036] 另外,該銅合金線中,還可以包含0. 01質(zhì)量%以上0. 15質(zhì)量%以下的Ni及0. 005 質(zhì)量%以上0. 07質(zhì)量%以下的Fe中的任意一種以上。 [0037] 并且,還可以包含0. 002質(zhì)量%以上0. 5質(zhì)量%以下的Zn、0. 002質(zhì)量%以上0. 25 質(zhì)量%以下的Mg、0. 002質(zhì)量%以上0. 25質(zhì)量%以下的Ag、0. 001質(zhì)量%以上0. 1質(zhì)量% 以下的Zr中的任意一種以上。 [0038] 以下,對將各元素的含量設(shè)定為上述范圍的理由進行說明。 [0039] (Co) [0040] Co是與P-同形成分散于銅的母相中的析出物的元素。 [0041] 其中,Co的含量小于0. 20質(zhì)量%時,析出物的個數(shù)不足,有可能無法充分提高強 度。另一方面,Co的含量超過0.35質(zhì)量%時,存在大量對強度提高沒有幫助的元素,有可 能導(dǎo)致導(dǎo)電率的下降等。 [0042] 根據(jù)以上內(nèi)容,本實施方式中,將Co的含量設(shè)定為0. 20質(zhì)量%以上0. 35質(zhì)量% 以下的范圍內(nèi)。 [0043] Co的含量進一步優(yōu)選為0.27質(zhì)量%以上、0.33質(zhì)量%以下的范圍。 [0044] (P) [0045] P是與Co-同形成分散于銅的母相中的析出物的元素。 [0046] 通過連續(xù)鑄造乳制方法制造時,由于Co與P的偏析較大,因此若不增加P量,則Co 及P的化合物的個數(shù)有可能不足。因此,P的含量為0.095質(zhì)量%以下時,析出物的個數(shù)不 足,有可能無法充分提高強度。另一方面,P的含量超過〇. 15質(zhì)量%時,有可能導(dǎo)致導(dǎo)電率 的下降等。 [0047] 根據(jù)以上內(nèi)容,本實施方式中,將P的含量設(shè)定為超過0.095質(zhì)量%且0. 15質(zhì) 量%以下的范圍內(nèi)。 [0048] P的含量進一步優(yōu)選為0.095質(zhì)量%以上、0. 12質(zhì)量%以下的范圍。 [0049] (Co與P的原子比Co/P) [0050] 如上所述,Co與P形成由Co及P的化合物構(gòu)成的析出物。其中,Co與P的原子 比Co/P小于1. 2時,Co量不足,有可能無法充分確保由Co及P的化合物構(gòu)成的析出物的 個數(shù)。另一方面,Co與P的原子比Co/P超過1. 7時,P量不足,有可能無法充分確保由Co 及P的化合物構(gòu)成的析出物的個數(shù)。 [0051] 根據(jù)以上內(nèi)容,本實施方式中,將Co與P的原子比Co/P設(shè)定為1. 2 <Co/P< 1. 7 的范圍內(nèi)。 [0052] 另外,作為由Co及P的化合物構(gòu)成的析出物,可舉出Co2P。本實施方式中,將Co 與P的原子比Co/P設(shè)定在1. 2 <Co/P< 1. 7的范圍內(nèi),構(gòu)成為包含比Co2P的理論上的原 子比Co/P= 2更多的P。 [0053] Co與P的偏析較大時,能夠通過過量包含P,確保由Co及P的化合物構(gòu)成的析出 物的個數(shù)。 [0054] Co與P的原子比Co/P進一步優(yōu)選為1. 3彡Co/P彡1. 6的范圍內(nèi)。 [0055] (Sn) [0056] Sn是具有通過固溶于銅的母相中而提高強度的作用的元素。并且,還具有促進以 Co與P作為主要成分的析出物的析出的效果和提高耐熱性、耐腐蝕性的作用。 [0057] 其中,Sn的含量小于0. 01質(zhì)量%時,有可能無法可靠地發(fā)揮上述作用效果。另一 方面,Sn的含量超過0. 5質(zhì)量%時,有可能無法確保導(dǎo)電率。 [0058] 根據(jù)以上內(nèi)容,本實施方式中,將Sn的含量設(shè)定在0. 01質(zhì)量%以上0. 5質(zhì)量%以 下的范圍內(nèi)。 [0059] 進一步優(yōu)選為0. 15質(zhì)量%以上0. 3質(zhì)量%以下的范圍內(nèi)。如果在該范圍,則能夠 獲得良好的強度-導(dǎo)電率平衡。另一方面,Sn的含量為0. 3質(zhì)量%以上0. 5質(zhì)量%以下的 范圍內(nèi)時,能夠大幅提尚強度。 [0060] (原子比(Co+P)/Sn) [0061] 如上所述,Co、P形成由Co及P的化合物構(gòu)成的析出物而有助于析出強化。另一 方面,Sn通過固溶于母相中而有助于固溶強化。因此,通過控制(Co+P)/Sn,能夠使析出強 化與固溶強化得到平衡。 [0062] 其中,(Co+P)/Sn小于3. 5時,基于Sn的固溶強化成為中心,若欲實現(xiàn)強度提高, 則導(dǎo)電率下降,因此在要求較高導(dǎo)電率的用途中,強度的提高是有限的。另一方面,(Co+P)/ Sn超過8. 5時,基于Co、P的化合物的析出強化成為中心,從化合物的析出狀態(tài)(析出物粒 子尺寸、析出均勻性)的觀點來看,強度提高的效果飽和。并且,在高溫環(huán)境下使用時,有可 能導(dǎo)致強度等的變化。 [0063] 根據(jù)以上內(nèi)容,本實施方式中,將(Co+P)/Sn設(shè)定在3. 5彡(Co+P)/Sn彡8. 5的范 圍內(nèi)。(Co+P) /Sn更優(yōu)選為5 < (Co+P)/Sn< 7的范圍內(nèi)。 [0064] (Ni及Fe) [0065] Ni及Fe為具有使由Co及P的化合物構(gòu)成的析出物微細化的作用效果的元素。 [0066] 其中,Ni的含量小于0.01質(zhì)量%時或者Fe的含量小于0.005質(zhì)量%時,有可能 無法可靠地發(fā)揮上述作用效果。另一方面,Ni的含量超過0. 15質(zhì)量%時或者Fe的含量超 過0. 07質(zhì)量%時,有可能無法確保導(dǎo)電率。 [0067] 根據(jù)以上內(nèi)容,含有Ni時,優(yōu)選將Ni的含量設(shè)為0.01質(zhì)量%以上0. 15質(zhì)量%以 下的范圍內(nèi),含有Fe時,優(yōu)選將Fe的含量設(shè)為0.005質(zhì)量%以上0.07質(zhì)量%以下的范圍 內(nèi)。 [0068] (Zn、Mg、Ag、Zr) [0069] Zn、Mg、Ag、Zr之類的元素為具有與S生成化合物并抑制S向銅的母相中的固溶的 作用效果的元素。 [0070] 其中,Zn、Mg、Ag、Zr之類的元素的含量分別小于上述下限值時,無法充分發(fā)揮抑制 S向銅的母相中的固溶的作用效果。另一方面,Zn、Mg、Ag、Zr之類的元素的含量分別超過 上述上限值時,有可能無法確保導(dǎo)電率。 [0071] 根據(jù)以上內(nèi)容,含有Zn、Mg、Ag、Zr之類的元素時,優(yōu)選分別設(shè)為上述范圍內(nèi)。 [0072] 接著,對上述銅合金線的制造方法進行說明。圖1中示出作為本發(fā)明的實施方式 的銅合金線的制造方法的流程圖。 [0073] 首先,通過連續(xù)鑄造乳制法連續(xù)制出由上述組成的銅合金構(gòu)成的銅線坯50(連續(xù) 鑄造乳制工序S01)。在該連續(xù)鑄造乳制工序SOl中,例如使用圖2所示的連續(xù)鑄造乳制設(shè) 備。 [0074] 圖2所示的連續(xù)鑄造乳制設(shè)備具有熔煉爐A、保持爐B、鑄造導(dǎo)管C、帶輪式連續(xù)鑄 造機D、連續(xù)乳制裝置E及卷繞機F。 [0075] 作為熔煉爐A,本實施方式中使用具有圓筒形爐主體的豎爐。 [0076] 在爐主體的下部,沿圓周方向向上下方向以多級狀配備有多個燃燒爐(未圖示)。 并且,從爐主體的上部裝入作為原料的電解銅,通過所述燃燒爐的燃燒熔解,從而連續(xù)制出 熔融銅。 [0077] 保持爐B用于將在熔煉爐A中制造的熔融銅以規(guī)定溫度保持的狀態(tài)下暫時積存, 并將一定量的熔融銅送至鑄造導(dǎo)管C。 [0078] 鑄造導(dǎo)管C將從保持爐B送來的熔融銅移送至配置于帶輪式連續(xù)鑄造機D的上方 的澆口盤11。該鑄造導(dǎo)管C例如用Ar等惰性氣體或還原性氣體密封。另外,在該鑄造導(dǎo)管 C中設(shè)置有通過惰性氣體攪拌熔融銅來去除熔融液中的氧等的脫氣機構(gòu)(未圖示)。 [0079] 澆口盤11是為了向帶輪式連續(xù)鑄造機D連續(xù)供給熔融銅而設(shè)置的積存槽。構(gòu)成 為在該澆口盤11的熔融銅的流動方向終端側(cè)配置有澆注噴嘴12,澆口盤11內(nèi)的熔融銅經(jīng) 由該澆注噴嘴12向帶輪式連續(xù)鑄造機D供給。 [0080] 在此,本實施方式中,構(gòu)成為在鑄造導(dǎo)管C及澆口盤11上設(shè)有合金元素添加機構(gòu) (未圖示),向恪融銅中添加上述元素(Co、P、Sn等)。 [0081] 帶輪式連續(xù)鑄造機D具有在外周面形成有槽的鑄造輪13及以與該鑄造輪13的一 部分外周面接觸的方式環(huán)繞移動的環(huán)狀皮帶14。該帶輪式連續(xù)鑄造機D中,經(jīng)由澆注噴嘴 12向形成于所述槽與環(huán)狀皮帶14之間的空間注入熔融銅,通過冷卻、固化該熔融銅,連續(xù) 鑄造棒狀鑄錠21。 [0082] 在該帶輪式連續(xù)鑄造機D的下游側(cè)連結(jié)有連續(xù)乳制裝置E。 [0083] 該連續(xù)乳制裝置E連續(xù)乳制從帶輪式連續(xù)鑄造機D制出的鑄錠21,制造規(guī)定外徑 的銅線坯50。 [0084] 從該連續(xù)乳制裝置E制出的銅線坯50經(jīng)由清洗冷卻裝置15及探傷儀16卷繞于 卷繞機F。 [0085] 其中,通過上述連續(xù)鑄造乳制設(shè)備制出的銅線還50的外徑例如設(shè)為8mm以上40mm 以下,本實施方式中設(shè)為25mm。 [0086] 接著,如圖1所示,對通過連續(xù)鑄造乳制工序SOl制出的銅線坯50實施冷加工(一 次冷加工工序S02)。在該一次冷加工工序S02中,實施多級加工,從而制成外徑為I.Omm以 上30mm以下的范圍內(nèi)的銅線材。本實施方式中,制成外徑為18mm的銅線材。 [0087] 接著,對一次冷加工工序S02之后的銅線材實施時效熱處理(時效熱處理工序 S03)。通過該時效熱處理工序S03,使由以Co與P作為主要成分的化合物構(gòu)成的析出物析 出。 [0088] 其中,時效熱處理工序S03中,在熱處理溫度為200°C以上700°C以下、保持時間為 1小時以上30小時以下的條件下實施。 [0089] 接著,對時效熱處理工序S03之后的銅線材實施冷加工,從而制成規(guī)定截面形狀 的銅合金線(二次冷加工工序S04)。 [0090] 在該二次冷加工工序S04中,實施多級加工,從而制成外徑為0.Olmm以上20mm以 下的范圍內(nèi)的銅合金線。本實施方式的銅合金線的外徑設(shè)為12mm。 [0091] 通過上述工序,制造出作為本實施方式的銅合金線。 [0092] 根據(jù)作為設(shè)為如上結(jié)構(gòu)的本實施方式的銅合金線,包含0. 20質(zhì)量%以上0. 35質(zhì) 量%以下的Co、超過0. 095質(zhì)量%且0. 15質(zhì)量%以下的P,包含較多的Co、P,因此即使在 利用圖2所示的連續(xù)鑄造乳制裝置制造而Co、P的偏析變大時,也能夠使Co及P的化合物 (Co2P)充分析出,并能夠?qū)崿F(xiàn)強度的提高。因此,能夠通過連續(xù)鑄造乳制法高效地
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