專利名稱：銅合金材料、銅合金導(dǎo)體及其制造方法、電纜和電車用供電線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通過導(dǎo)電弓架對電車進行供電的電車路線用銅合金導(dǎo)體(電車用供電線)、或構(gòu)成用于機器等中的電纜用銅合金導(dǎo)體的高導(dǎo)電性、高強度的銅合金材料和使用這些導(dǎo)體與材料的銅合金導(dǎo)體的制造方法。
背景技術(shù)：
在電車線用銅合金導(dǎo)體(電車用供電線)、或用于機器等的電纜用銅合金導(dǎo)體中，使用著導(dǎo)電率高的硬銅線或具有耐磨耗性、耐熱性的銅合金材料(銅合金線)。作為銅合金材料，已知將銅母材中含有0.25～0.35重量％的Sn的銅合金材料(參見特公昭59-43332號公報)，架線作為新干線、原有線路的電車用供電線。
近年來，電車在向更高速化發(fā)展。對應(yīng)于該高速化，要求提高電車用供電線的架線張力，電車路線的架線張力存在從1.5t提高到2.0t或其以上的傾向。另外，就電車通過密度(通過每單位長度的線路的電車數(shù))高的線路而言，要求電車用供電線的大電流容量化。
另外，機器用電纜，如果考慮使用環(huán)境，則要求耐彎曲性良好的導(dǎo)體，即要求導(dǎo)體的高強度化。另外，機器用電纜，為了滿足輕量化、小型化的要求，要求導(dǎo)體的高導(dǎo)電性。
因此，作為滿足這些要求的導(dǎo)體，要求高強度并且高導(dǎo)電性的銅合金導(dǎo)體。
作為高強度的銅合金導(dǎo)體，主要可舉出固溶強化型合金與析出強化型合金兩種。作為固溶強化型合金，可舉出Cu-Ag合金(高含量銀)、Cu-Sn合金、Cu-Sn-In合金、Cu-Mg合金、Cu-Sn-Mg合金等。作為析出型合金，可舉出Cu-Zr合金、Cu-Cr合金、Cu-Cr-Zr合金等。
固溶強化型合金，含氧量都小于等于10重量ppm(0.001重量％)，強度與延伸特性優(yōu)異，所以，可以由連續(xù)鑄造軋制法，由銅合金熔融液直接制造構(gòu)成電車用供電線的母材的銅合金粗拉絲。
作為使用固溶強化型合金的以往的電車用供電線的制造方法，例如有，在大于等于700℃的溫度下，熱軋含有0.4～0.7重量％Sn的銅合金的鑄造材料制成軋制材料。再在小于等于500℃的溫度下，精密軋制該軋制材料、加熱制成粗拉絲、將對粗拉絲進行拉絲而制造電車用供電線的方法(參見特開平6-240426號公報)。
另外，作為其它的能夠連續(xù)鑄造軋制的銅合金，有Cu-O-Sn。該合金，在基體內(nèi)部Sn以大于等于2～3μm的結(jié)晶析出物(SnO2)存在，其強度與延伸特性，已知與含氧量小于等于10重量ppm的Cu-Sn合金相同。該合金也是固溶強化作用比析出強化作用與分散強化作用強的合金。
但是，固溶強化型合金，固溶強化元素含量越多，越能夠提高強度。但與此相伴的是導(dǎo)電率急劇下降，所以不能增大電流容量，不適合作為電車線。例如，特開平6-240426號公報記載的制造方法，Sn的含量高達0.4～0.7重量％，所以導(dǎo)電率變低。因此，現(xiàn)有的Cu-Sn類合金，制造具有作為高張力架線必須的強度、并且具有良好的導(dǎo)電率的銅合金導(dǎo)體是困難的。
此處，為了得到高強度且高導(dǎo)電率的電車線，考慮與Sn一起，再添加別的元素。此時，精密軋制(最終軋制)的溫度如果過低(例如500℃以下)，則存在著這樣的問題在軋制時，軋制材料的裂紋增多，所以粗拉絲的外觀質(zhì)量極急劇下降，隨之，電車線的強度急劇下降。
另一方面，析出強化型合金，盡管硬度與拉伸強度非常高，但是，硬度高的部分，在連續(xù)鑄造軋制時，軋制輥上加有過大的負荷，而不能由連續(xù)鑄造軋制來制造。為此，只能以擠出等方法間隙式制造。此外，析出強化型合金，為了在中間工序中使析出強化物析出，必須要有熱處理。所以，析出強化型合金，與能以連續(xù)鑄造軋制制造的固溶強化型合金相比較，存在生產(chǎn)效率低、制造成本高的問題。
即，在采用生產(chǎn)效率高的連續(xù)鑄造軋制法制造高強度并且高導(dǎo)電率的銅合金導(dǎo)體中，存在著制約和限制。

發(fā)明內(nèi)容
考慮上述情況而提出的本發(fā)明的目的在于，提供高強度并且高導(dǎo)電率的銅合金材料、以及使用該銅合金材料的銅合金導(dǎo)體的制造方法，和由該方法得到的銅合金導(dǎo)體、以及使用該銅合金導(dǎo)體的電纜/電車用供電線。
(1)可以達到上述目的本發(fā)明的第一形態(tài)如下。
有關(guān)本發(fā)明的銅合金材料是，含有0.001～0.1重量％(10～1000ppm)氧的銅母材，含有0.1～0.4重量％的Sn、0.01～0.7重量％的與氧的親和力大于Sn的至少1種附加元素，并且使Sn和附加元素合計比例處于0.3～0.8重量％。
此處，附加元素是選自Ca、Mg、Li、Al、Ti、Si、V、Mn、Zn、In或Ag中的至少1種元素或其化合物。
另外，除了Sn與附加元素以外，也可以以小于等于0.01重量％(100重量ppm)的比例含有P或B。
除了Sn與附加元素以外，也可以以P和B合計為小于等于0.02重量％(200重量ppm)的比例含有P和B。
另一方面，有關(guān)本發(fā)明銅合金導(dǎo)體的制造方法是，用銅合金熔融液進行連續(xù)鑄造軋制，形成軋制材料，使用該軋制材料制造銅合金導(dǎo)體的方法，其中，在含有0.001～0.1重量％(10～1000ppm)氧的銅母材中，添加0.1～0.4重量％的Sn、0.01～0.7重量％的與氧的親和力大于Sn的至少1種附加元素，并使Sn與附加元素合計比例處于0.3～0.8重量％，進行熔化，形成銅合金熔融液；使用該銅合金熔融液進行連續(xù)鑄造的同時，將鑄造材料的溫度迅速冷卻到比銅合金熔融液的熔點至少低15℃或其以上；在將鑄造材料的溫度調(diào)整到900℃或其以下的狀態(tài)，對鑄造材料進行最終軋制溫度被調(diào)整到500～600℃的多段熱軋加工，，形成軋制材料。
此處，對軋制材料，優(yōu)選以-193～100℃的溫度、進行加工度大于等于50％的冷加工，形成銅合金導(dǎo)體。
(2)可以達到上述目的的本發(fā)明的第二形態(tài)如下。
有關(guān)本發(fā)明的銅合金材料是，在含有0.001～0.1重量％(10～1000重量ppm)的銅母材中，以0.1～0.7重量％的比例含有In。
此處，除In以外，還可以以小于等于0.01重量％(100重量ppm)的比例含有P或B。
另外，除In以外，還可以以合計小于等于0.02重量％(200重量ppm)的比例含有P和B。
另一方面，有關(guān)本發(fā)明的銅合金導(dǎo)體的制造方法是，用銅合金熔融液進行連續(xù)鑄造軋制形成軋制材料、使用該軋制材料制造銅合金導(dǎo)體的方法，其中，在含有0.001～0.1重量％(10～1000ppm)氧的銅母材中，以0.1～0.7重量％的比例添加In、進行熔化，形成銅合金熔融液，使用該銅合金熔融液進行連續(xù)鑄造的同時，將鑄造材料的溫度迅速冷卻到比銅合金熔融液的熔點至少低15℃或其以上，在將鑄造材料的溫度調(diào)整到900℃或其以下的狀態(tài)，對鑄造材料進行最終軋制溫度被調(diào)整為500～600℃的多段熱軋加工，軋制形成軋制材料。
此處，對軋制材料，優(yōu)選以-193～100℃的溫度，進行加工度大于等于50％的冷加工，形成銅合金導(dǎo)體。
根據(jù)本發(fā)明，可以實現(xiàn)能夠以良好的生產(chǎn)效率得到高強度并且高導(dǎo)電率的銅合金的優(yōu)異效果。


圖1是表示有關(guān)本發(fā)明第一實施形態(tài)的銅合金導(dǎo)體的制造工序的流程圖。
圖2是使用有關(guān)本發(fā)明第一實施形態(tài)的銅合金導(dǎo)體的電車用供電線線的橫截面圖。
圖3是有關(guān)本發(fā)明第一實施形態(tài)的銅合金導(dǎo)體中的結(jié)晶結(jié)構(gòu)的模式圖。
圖4是以往的銅合金導(dǎo)體中的結(jié)晶結(jié)構(gòu)的模式圖。
圖5是實施例2與對照例1的銅合金導(dǎo)體中的結(jié)晶結(jié)構(gòu)的光學(xué)顯微鏡觀察圖。圖5(a)是實施例2的銅合金導(dǎo)體、圖5(b)是對照例1的銅合金導(dǎo)體。
圖6是實施例2與對照例1的銅合金導(dǎo)體中的結(jié)晶結(jié)構(gòu)的SEM觀察圖。圖6(a)是實施例2的銅合金導(dǎo)體、圖6(b)是對照例1的銅合金導(dǎo)體。
圖7是實施例2的銅合金導(dǎo)體中的結(jié)晶結(jié)構(gòu)的SEM觀察圖。圖7(b)是圖7(a)的區(qū)域7B的放大圖、圖7(d)是圖7(c)的區(qū)域7D的放大圖。
圖8是實施例2與對照例1的銅合金導(dǎo)體中的結(jié)晶結(jié)構(gòu)的TEM觀察圖。圖8(a)是實施例2的銅合金導(dǎo)體、圖8(b)是對照例1的銅合金導(dǎo)體。
圖9是表示有關(guān)本發(fā)明的其它實施形態(tài)的銅合金導(dǎo)體的制造工序的流程圖。
具體實施例方式
以下，根據(jù)

本發(fā)明的實施形態(tài)。
第一實施形態(tài)圖1顯示表示有關(guān)本發(fā)明的第一實施形態(tài)的銅合金導(dǎo)體的制造工序的流程。
如圖1所示，有關(guān)本實施形態(tài)的銅合金導(dǎo)體18的制造方法，包括下述工序在銅母材11中添加Sn 12與附加元素13、熔化，形成銅合金熔融液14的熔化工序(F1)；鑄造該銅合金熔融液14、形成鑄造材料15的鑄造工序(F2)；對該鑄造材料15進行若干段(多段)熱軋加工、形成軋制材料16的熱軋工序(F3)；清洗該軋制材料16、卷取成為粗拉絲17的清洗·卷取工序(F4)；和送出該卷取成的粗拉絲17，對該粗拉絲17實施冷加工，形成銅合金導(dǎo)體18的冷(拉絲)加工工序(F5)。
銅合金導(dǎo)體18，被加工成根據(jù)今后用途所希望形狀的線材、條材(板材)等。從熔化工序(F1)至清洗·卷取工序(F4)，可以適用現(xiàn)有或常用的連續(xù)鑄造軋制設(shè)備(SCR連續(xù)鑄造機)。另外，冷加工工序(F5)，可以適用現(xiàn)有或常用的冷加工裝置。
對銅合金18的制造方法進行更詳細地說明。首先，在熔化工序(F1)中，在含有0.001～0.1重量％(10～1000重量ppm)氧的銅母材11中，添加0.1～0.4重量％、優(yōu)選0.25～0.35重量％的Sn 12；添加0.01～0.7重量％、優(yōu)選0.01～0.6重量％的與氧的親和力大于Sn的至少1種的附加元素13、并且使Sn 12與附加元素13合計比例處于0.3～0.8重量％，進行熔化，形成銅合金熔融液14。附加元素13，因為是與氧的親和力大于Sn 12的元素，所以比Sn優(yōu)先被氧化，在最終得到的銅合金導(dǎo)體18的結(jié)晶結(jié)構(gòu)中生成、分散氧化物，該氧化物大半部分(80％或其以上)是附加元素的氧化物，幾乎不生成、分散Sn氧化物。因此，加入的Sn 12的大部分，與銅合金化、形成銅合金導(dǎo)體18的基體。
此處，與氧的親和力大于Sn的至少1種的附加元素13，從生成自由能的觀點出發(fā)，可以列舉出選自Ca、Mg、Li、Al、Ti、Si、V、Mn、Zn、In或Ag中的至少1種元素或其化合物，優(yōu)選列舉選自Ca、Mg、Al、In或Ag的至少1種元素或其化合物。
Sn 12與附加元素13總含量小于0.3重量％，即使適用有關(guān)本實施形態(tài)的制造方法，也發(fā)揮不出銅合金導(dǎo)體18的強度提高的效果。另外，總含量一超過0.8重量％，鑄造材料15的硬度就變高，軋制加工時的變形阻力就變大，所以對軋制輥的負荷就變得極大，難以得到產(chǎn)品。
因此，本實施形態(tài)中，在0.3～0.8重量％的范圍內(nèi)適當?shù)卣{(diào)整Sn 12與附加元素13的總含量，由此，如下述〔實施例1〕中所述，可以將銅金導(dǎo)體18的拉伸強度提高到大于等于420MPa的同時，可以在60～90％IACS的范圍內(nèi)自由地調(diào)整導(dǎo)電率。
Sn 12與附加元素13的總含量一過多，在熱軋工序(F3)中熱軋加工時，軋制材料16的表面劃傷就有增多的傾向。因此，Sn 12與附加元素13的總含量多(例如大于等于0.5重量％)時，應(yīng)當使軋制材料16的表面劃傷減少，在銅母材11中，添加Sn 12與附加元素13的同時，可以再加入P。以小于等于0.01重量％(100重量ppm)的比例含有P。P的含量一小于2ppm，降低銅線表面劃傷的效果就不太明顯，P含量一大于100重量ppm，銅合金導(dǎo)體18的導(dǎo)電率就下降。
此外，Sn 12與附加元素13的總含量一過多，在鑄造工序(F2)后的鑄造材料15的結(jié)晶粒，有稍稍變大的傾向(進而銅合金導(dǎo)體18的強度有稍稍下降的傾向)。因此，Sn 12與附加元素13的總含量多(例如大于等于0.5重量％)時，應(yīng)當使鑄造材料15的結(jié)晶粒微細化，在銅母材11中，在添加Sn12與附加元素13同時，可以再加入B。以小于等于0.01重量％(100重量ppm)的比例含有B。B的含量一小于2ppm，結(jié)晶粒微細化的效果(進而銅合金導(dǎo)體18的強度提高效果)就不太明顯，B含量一大于100重量ppm，銅合金導(dǎo)體18的導(dǎo)電率就下降。
還可以以P與B二者合計小于等于0.02重量％(200重量ppm)的比例含有P與B。
接著，在鑄造工序(F2)中，將由前工序得到的銅合金熔融液14，供給SCR方式的連續(xù)鑄造軋制。具體地，以比SCR連續(xù)鑄造的通常鑄造溫度(1120～1200℃)低的溫度(1100～1150℃)進行鑄造的同時，強制水冷卻鑄模(銅鑄模)直到比銅合金熔融液14的凝固溫度至少低15℃或其以上的溫度，迅速冷卻鑄造材料15。
通過這些鑄造處理與迅速冷卻處理，在鑄造材料15中結(jié)晶出(或析出)的氧化物的尺寸、和鑄造材料15的結(jié)晶粒尺寸，與在通常的鑄造溫度下進行鑄造時或只冷卻到超過鑄造材料15〔銅合金熔融液14的凝固溫度-15℃〕的溫度時的尺寸相比較，分別變小。
其次，在熱軋工序(F3)中，在比連續(xù)鑄造軋制中的通常熱軋溫度低50～100℃的溫度下，即，在將鑄造材料15的溫度調(diào)整到小于等于900℃、優(yōu)選750～900℃的狀態(tài)下，對鑄造材料15，進行多段熱軋。最終軋制時，以500～600℃的軋制溫度進行熱軋，形成軋制材料16。最終軋制溫度一小于500℃，在軋制加工時就產(chǎn)生較多的表面劃傷，引起表面品質(zhì)下降；另外，一超過600℃，結(jié)晶結(jié)構(gòu)成為與以往同樣水平的粗大結(jié)構(gòu)。
由該熱軋引起前工序結(jié)晶出(或析出)的較小尺寸的氧化物斷裂，使氧化物的尺寸變得更小。另外，有關(guān)本實施形態(tài)的制造方法中的熱軋，因為在比通常的熱軋還低的溫度下進行，所以軋制時導(dǎo)入的重排再重排，在結(jié)晶粒內(nèi)形成的微小的亞粒界(亞粒界參閱圖3(b))。亞粒界是在結(jié)晶粒內(nèi)存在的方位少許不同的若干結(jié)晶之間的界面。
接著，在清洗·卷取工序(F4)中，清洗軋制材料16、進行卷取，成為粗拉絲17。卷取成的粗拉絲17的線徑，例如是8～40mm、優(yōu)選是小于等于30mm。例如電車用供電線中的粗拉絲17的線徑是22～30mm。最后，在冷加工工序(F5)中，送出卷取成的粗拉絲17，對該粗拉絲17，在-193℃(液氮溫度)～100℃、優(yōu)選-193～25℃內(nèi)或其以下的溫度下，進行冷加工(拉絲加工)。由此形成銅合金導(dǎo)體18。此處，連續(xù)拉絲時的加工熱，為了減少對于銅合金導(dǎo)體18帶來的影響(強度降低等)，進行拉絲模等的冷加工裝置的冷卻，調(diào)整線材溫度小于等于100℃、優(yōu)選小于等于25℃。另外，為了提高銅合金導(dǎo)體18的強度，除了必須提高熱軋加工中的加工度使軋制材料16即粗拉絲17的強度充分提高以外，還必須將冷加工中的加工度提高到大于等于50％。此處，加工度一小于50％，就得不到超過420MPa的拉伸強度。
得到的銅合金導(dǎo)體18，根據(jù)以后用途所希望的形狀，形成例如圖2所示那樣的電車線(電車用供電線)20。電車線20，在電車線本體21的兩側(cè)部，形成吊架安裝用的耳溝22a、22b。電車線本體21的下側(cè)的外周面，形成電車的導(dǎo)電弓架滑動部位大弧面23，電車線本體21的上側(cè)的外周面，形成小弧面24。電車線20的橫截面積，作成例如110～170mm2。
下面，說明本實施形態(tài)的作用。
如圖4所示，現(xiàn)有的銅合金導(dǎo)體40，結(jié)晶結(jié)構(gòu)粗大，即結(jié)晶粒41粗大。另外，Sn等的氧化物，是平均粒徑(或長度)大于1μm的粗大氧化物42，沒有各結(jié)晶粒41的結(jié)晶粒界43，在結(jié)晶結(jié)構(gòu)內(nèi)無規(guī)地分散著。其結(jié)果，現(xiàn)有的銅合金導(dǎo)體40的拉伸強度不太充分。
與此相反，本實施形態(tài)有關(guān)的銅合金導(dǎo)體18的制造方法中，在銅母材11中，添加0.1～0.4重量％的Sn 12、0.01～0.7重量％的與氧的親和力大于Sn的至少1種附加元素13，并使Sn 12與附加元素13合計比例處于0.3～0.8重量％，形成銅合金熔融液14；使用該銅合金熔融液14，進行低溫下的連續(xù)鑄造(鑄造溫度1100～1150℃)、低溫軋制加工(最終軋制溫度500～600℃)、以及為使加工熱不起作用而將溫度調(diào)節(jié)到低于等于100℃的冷加工，制造銅合金導(dǎo)體18。
因此，如圖3(a)所示，本實施形態(tài)有關(guān)的銅合金導(dǎo)體18，與現(xiàn)有的銅合金導(dǎo)體40相比，結(jié)晶結(jié)構(gòu)微細，即，銅合金導(dǎo)體18的結(jié)晶粒32的平均粒徑，與銅合金導(dǎo)體40的結(jié)晶粒41的平均粒徑相比變小，小于等于100μm。另外，在銅合金導(dǎo)體18的基體中，附加元素13內(nèi)，與氧親和力最大的元素的氧化物的80％或其以上為平均粒徑小于等于1μm的微小氧化物31，分散于各結(jié)晶粒32的結(jié)晶粒界33內(nèi)。再如示于圖3(b)中的圖3(a)中區(qū)域3B的主要部分放大圖所示，在結(jié)晶粒32內(nèi)，形成有微小的亞粒界(亞界面)34。
通過該亞粒界34與分散于結(jié)晶粒界33處的微小氧化物31，由鑄造材料15具有的熱(顯熱)引起的結(jié)晶粒32內(nèi)存在的方位稍微不同的結(jié)晶35a～35c和結(jié)晶粒界33的移動受到抑制。其結(jié)果是，由于抑制了熱軋時的各結(jié)晶35a～35c和各結(jié)晶粒32的增長，因此，軋制材料16的結(jié)晶結(jié)構(gòu)微細化。
由上述可知，本實施形態(tài)有關(guān)的銅合金導(dǎo)體18的增強是由于，因結(jié)晶粒32的微細化而致的銅合金導(dǎo)體基體的強度提高和微小氧化物分散在基體中而引起的分散增強所帶來的，與特開平6-240426號公報等記載的僅由Sn的固溶強化引起的增強相比，還可以使導(dǎo)電率下降的比例抑制到低程度。因此，根據(jù)本實施形態(tài)有關(guān)的制造方法，可以得到不造成導(dǎo)電率的大幅度地下降、具有高拉伸強度的銅合金導(dǎo)體18。即，如后述的實施例所述，可以得到具有大于等于60％IACS的高導(dǎo)電率，并且具有高張力架線所必須的大于等于420MPa的高強度(拉伸強度)銅合金18。
另外，本實施形態(tài)有關(guān)的制造方法，由于可以使用現(xiàn)有或常用的連續(xù)鑄造軋制設(shè)備與冷加工裝置，所以不需要新設(shè)備的投資，可以以低成本制造高導(dǎo)電率、高強度的銅合金導(dǎo)體18。
另外，使用由本實施形態(tài)有關(guān)的制造方法得到的銅合金導(dǎo)體18，形成單股線線材或絞線線材，在單股線線材或絞線線材的周圍設(shè)置絕緣層，可以得到高導(dǎo)電率、高強度的電纜(配線材料、供電材料)。
以上說明了本發(fā)明，但是本發(fā)明并不限定于上述的實施形態(tài)，不用說，本發(fā)明還包括其它各種想到的形態(tài)。
下面，對于本發(fā)明，根據(jù)實施例加以說明，但本發(fā)明不限定于這些實施例。
改變在銅母材中添加的附加元素的種類與數(shù)量、熱軋加工的最終軋制溫度等，制作39種直徑φ為23mm的銅合金導(dǎo)體(電車線用銅合金粗拉絲)。銅合金導(dǎo)體，采用本發(fā)明有關(guān)的銅合金導(dǎo)體的制造方法制造。
(實施例1～3)
使用在含10、350、1000重量ppm氧的各種銅母材中均含有0.3重量％的Sn、且以0.05、0.1、0.1重量％的比例含有In的銅合金材料，制作成銅合金導(dǎo)體。最終軋制溫度都是560℃。
(實施例4～24)使用在含350重量ppm氧的各種銅母材中均含有0.3重量％的Sn、且以0.05～0.45重量％的比例含有選自Ca、Mg、Li、Al、Ti、Si、V、Mn、Zn、In或Ag中的至少1種附加元素的銅合金材料，制作成銅合金導(dǎo)體。最終軋制溫度都是560℃。另外，實施例5、6，還以0.0002、0.0090重量％的比例含有P；實施例7、8，還以0.0015、0.0090重量％的比例含有B。
(實施例25、26)使用在含400、410重量ppm氧的各種銅母材中均含有0.3重量％的Sn、且均以0.5重量％的比例含有In的銅合金材料，制作成銅合金導(dǎo)體。最終軋制溫度是570℃、560℃。另外，實施例25，還以0.0038重量％的比例含有P。
(對照例1～5)使用在含350重量ppm氧的各種銅母材均以0.3重量％的比例含有Sn的銅合金材料，制作成銅合金導(dǎo)體。最終軋制溫度分別是620℃、600℃、580℃、500℃、480℃。
(對照例6～12)使用在含5、10、30、400、800、1000、1200重量ppm氧的各種銅母材中均以0.3重量％比例含有Sn的銅合金材料，制作成銅合金導(dǎo)體。最終軋制溫度都是560℃。另外，因為無氧銅不含氧，所以無法使用無氧銅為銅母材制作銅合金導(dǎo)體。
(對照例13)使用在含不能測定程度的極微量氧的銅母材(以無氧銅構(gòu)成的銅母材)中以0.3重量％的比例含Sn、以0.6重量％的比例含n的銅合金材料，制作成銅合金導(dǎo)體。最終軋制溫度是580℃。
實施例1～26與對照例1～13的銅合金導(dǎo)體的制造條件(含氧量、附加元素的種類與含有量、最終軋制溫度)示于表1。
表1
單位重量(%) 接著，使用實施例1～26與對照例1～13的銅合金導(dǎo)體，分別制作圖2所示的橫截面積170mm2的電車用供電線。各電車用供電線的拉伸強度(MPa)、導(dǎo)電性、氧化物的比例、亞粒界的有無、結(jié)晶粒的尺寸、表面品質(zhì)、熱軋性和綜合評價示于表2。
此處，關(guān)于導(dǎo)電性，導(dǎo)電率是60～90％IACS的為○、小于60％lACS的為×。
關(guān)于氧化物的比例，平均粒徑小于等于1μm的氧化物的比例大于等于80％的為○、小于80％的為×。
關(guān)于亞粒界的有無，在結(jié)晶粒內(nèi)觀測到亞粒界的為○、觀測不到的為×。
關(guān)于結(jié)晶粒的尺寸，使用對照例1的銅合金導(dǎo)體的電車用供電線中的結(jié)晶粒的平均粒徑為1時，結(jié)晶粒的尺寸小于0.5的為○、結(jié)晶粒尺寸為0.5～1的為×。
關(guān)于表面品質(zhì)，熱軋后的表面劃傷，少的為○、多的為×。
關(guān)于熱軋性，熱軋性良好的為○、差的為×。
關(guān)于綜合評價，良好的為○、不良的為×。
如表2所示，使用實施例1～26的各銅合金導(dǎo)體、制作成的各電車用供電線，都具有大于等于420MPa的拉伸強度和大于等于60％IACS的導(dǎo)電率。另外，各電車用供電線，平均粒徑小于等于1μm的氧化物的比例都大于等于80％，結(jié)晶粒內(nèi)可以觀察到亞粒界，結(jié)晶粒的尺寸小于0.5。而且，各電車用供電線都是，表面劃傷少、表面品質(zhì)良好，熱軋性也良好。尤其，在含有0.5重量％多的In的實施例25、26的情況下，得到了超過500MPa的高拉伸強度。由上所述，綜合評價也良好。
與此相反，使用對照例1～5的各銅合金導(dǎo)體制作的各電車用供電線，因為銅母材不含附加元素，所以只能得到微小氧化物的比例小，并且大的結(jié)晶粒。另外，盡管導(dǎo)電性良好，但是拉伸強度除了對照例4、5以外，都小于420MPa。特別是在對照例1時，因為最終軋制溫度過高，軋制時被導(dǎo)入的轉(zhuǎn)位不再配列，不能形成亞粒界。因此，拉伸強度在對照例1～5中也最小。另外，對照例5時，因為最終軋制溫度過低，所以電車用供電線表面產(chǎn)生較多的傷，表面品質(zhì)差。如上所述對照例1～5的綜合評價都不良。
表2

另外，使用對照例6～12的各銅合金導(dǎo)體制作的各電車用供電線，盡管，含氧量與含Sn量在本發(fā)明的范圍內(nèi)，但是由于銅母材不含附加元素，所以微小氧化物的比例少，并且，只得到大結(jié)晶粒。另外，導(dǎo)電性良好的，拉伸強度除對照例11以外，小于420MPa。特別是對照例12時，因為含氧量過多，熱軋性變差。如上所述，對照例6～12時，綜合評價都不好。
而且，使用對照例13的銅合金導(dǎo)體制作的電車用供電線，盡管Sn含量與最終軋制溫度都在本發(fā)明的范圍內(nèi)，但是，因為在銅母材中含有的附加元素的比例過多，所以硬度高，對熱軋輥的負荷顯著變大，不能制造軋制材料。
對[實施例一]中的實施例2與對照例1的各銅合金導(dǎo)體，分別進行結(jié)構(gòu)觀察。結(jié)構(gòu)觀察使用光學(xué)顯微鏡、SEM(掃描型電子顯微鏡)、TEM(透射型電子顯微鏡)進行。
圖5(a)所示的實施例2的銅合金導(dǎo)體中的結(jié)晶結(jié)構(gòu)51的結(jié)晶粒尺寸，與圖5(b)所示對照例1的銅合金導(dǎo)體中的結(jié)晶結(jié)構(gòu)52的結(jié)晶粒尺寸相比，是微細的；結(jié)晶結(jié)構(gòu)52的結(jié)晶粒的平均粒徑為1時，結(jié)晶結(jié)構(gòu)51的結(jié)晶粒尺寸約小于0.5。另外，圖6(b)所示對照例1的銅合金導(dǎo)體中的氧化物(SnO2)，平均粒徑(或長度)大于等于1μm的粗大氧化物62多，其中，生成有粒徑大于10μm的粗大氧化物63。與此相反，圖6(a)所示的實施例2的銅合金導(dǎo)體中的氧化物(In2O3)，幾乎全部是平均粒徑小于等于1μm的微小氧化物61。
此處，更詳細地觀察實施例2的銅合金導(dǎo)體，如圖7(a)、圖7(b)所示，通過蝕刻可以看到結(jié)晶粒界71的表面露出之處，在那里，觀察到微小氧化物(In2O3)72優(yōu)先結(jié)晶出的情況。另外，如圖7(c)、圖7(d)所示那樣地，在結(jié)晶結(jié)構(gòu)內(nèi)的結(jié)晶粒界73、74也觀察到微小氧化物76、77。圖7(c)中認定的平均粒徑大于1μm的氧化物75，是Sn氧化物(SnO2)，其分散量與微小氧化物72、76、77的分散量相比顯著減少。即，分散在結(jié)晶結(jié)構(gòu)內(nèi)的大半部分氧化物，是與氧的親和力大于Sn的In的氧化物(微小氧化物72、76、77)，分散于結(jié)晶粒界71、73、74。
另外，圖8(b)所示的對照例1的銅合金導(dǎo)體中的結(jié)晶結(jié)構(gòu)中，只觀察到結(jié)晶粒界87，各結(jié)晶粒84～86的粒內(nèi)，觀察不到亞粒界。與此相反，圖8(a)所示的實施例2的銅合金導(dǎo)體中的結(jié)晶結(jié)構(gòu)中，在各結(jié)晶粒81、82的粒內(nèi)，觀察到亞粒界83。由于該亞粒界83的存在，實施例2與對照例1，在硬度上產(chǎn)生約2倍的差，實施例2是高硬度。即認為，由亞粒界83引起的結(jié)晶粒的高硬度化，有助于提高銅合金導(dǎo)體的拉伸強度。
第二實施形態(tài)]表示本發(fā)明的第二實施形態(tài)有關(guān)的銅合金導(dǎo)體的制造工序的流程圖示于圖9。
如圖9所示，本實施形態(tài)有關(guān)的銅合金導(dǎo)體18’的制造方法，包含下述工序在銅母材11’中添加In 12’、熔化，形成銅合金熔融液14’的熔化工序(F1’)；鑄造該銅合金熔融液14’、形成鑄造材料15’的鑄造工序(F2’)；對該鑄造材料15’進行若干段(多段)熱軋加工、形成軋制材料16’的熱軋工序(F3’)；清洗該軋制材料16’、卷取成為粗拉絲17’的清洗·卷取工序(F4’)；和送出該卷取成的粗拉絲17’、對該粗拉絲17’進行冷加工、形成銅合金導(dǎo)體18’的冷(拉絲)加工工序(F5’)。
銅合金導(dǎo)體18’，根據(jù)其以后的用途，被加工成所希望形狀的線材、條材(板材)等。從熔化工序(F1’)到清洗·卷取工序(F4’)，可以適用現(xiàn)有的或常用的連續(xù)鑄造軋制設(shè)備(SCR連續(xù)鑄造機)。另外，冷加工工序(F5’)，可以適用現(xiàn)有的或常用的冷加工裝置。
更詳細地說明銅合金導(dǎo)體18’的制造方法，首先，在熔化工序(F1’)中，在含0.001～0.1重量％(10～1000重量ppm)的銅母材11’中，以0.1～0.7重量％、優(yōu)選0.2～0.6重量％、更優(yōu)選0.3～0.5重量％的比例添加In 12’、進行熔化，形成銅合金熔融液14’。In 12’被氧化，作為氧化物(In2O3)生成、分散在最終得到的銅合金導(dǎo)體18’的結(jié)晶結(jié)構(gòu)內(nèi)。大半部分In氧化物(大于等于80％)，是平均粒徑小于等于1μm的微小氧化物。銅母材11’也可以含有不可避免的雜質(zhì)。
此處，In 12’的含量小于0.1重量％時，即使適用于本實施形態(tài)有關(guān)的制造方法，也看不到銅合金導(dǎo)體18’的強度提高的效果。另外，In 12’的含量一大于0.7重量％，鑄造材料15’的硬度就變高、軋制加工時的變形阻力就變大，所以對軋制輥的負荷變得極大，制品化困難。
再有，In 12’的含量在0.1～0.7重量％的范圍內(nèi)，隨著In的含量變多，導(dǎo)電率緩慢下降。
因此，本實施形態(tài)中，通過在0.1～0.7重量％范圍內(nèi)適當?shù)卣{(diào)整In 12’的含量，如后面實施例所述，可以在將銅合金導(dǎo)體18’的拉伸強度提高到大于等于420MPa的同時，在60～95％IACS、優(yōu)選75～95％IACS、更優(yōu)選83～95％IACS的范圍內(nèi)自由地調(diào)節(jié)導(dǎo)電率。
In 12’的含量一變多，熱軋工序(F3’)中熱軋加工時，軋制材料16’的表面劃傷就有增多的傾向。因此，在In 12’的含量多時(例如大于等于0.5重量％時)，應(yīng)當使軋制材料16’的表面劃傷減少，在銅母材11’中，可以在添加In 12’的同時，再加入P。以小于等于0.01重量％(100ppm)的比例含有P。P的含量一小于2重量ppm，就不太能看到降低銅線表面劃傷的效果，P的含量一大于100ppm，銅合金導(dǎo)體18’的導(dǎo)電率就下降。
另外，In 12’的含量一變多，在鑄造工序(F2’)后的鑄造材料15’的結(jié)晶粒存在稍稍變大的傾向(進而銅合金導(dǎo)體18’的強度有稍稍下降的傾向)。因此，在In 12’的含量多時(例如大于等于0.5重量％時)，應(yīng)當將鑄造材料15’的結(jié)晶粒微細化，在銅母材11’中，可以在添加In 12’的同時再添加B。以小于等于0.01重量％(100重量ppm)的比例含有B。B的含量一小于2重量ppm，就不太能看到結(jié)晶粒微細化的效果(進而銅合金導(dǎo)體18’的強度提高效果)，B的含量一大于100ppm，銅合金導(dǎo)體18’的導(dǎo)電率就下降。
再有，也可以以P與B二者合計小于等于0.02重量％(200重量ppm)的比例含有P與B。
另外，銅母材11’的含氧量在0.001～0.1重量％(10～1000重量ppm)范圍內(nèi)時，隨著含氧量變多，拉伸強度、導(dǎo)電率共同緩慢提高。
接著，在鑄造工序(F2’)中，前工序得到的銅合金熔融液14’，供給SCR方式的連續(xù)鑄造軋制。具體地，在比SCR連續(xù)鑄造的通常鑄造溫度(1120～1200℃)低的溫度(1100～1150℃)下進行鑄造的同時，強制水冷鑄模(銅鑄模)。由此，鑄造材料15’，迅速被冷卻到比銅合金熔融液14’的凝固溫度低至少15℃或其以上的溫度。
通過這些鑄造處理與急冷處理，鑄造材料15’中結(jié)晶出(或析出)的氧化物的尺寸與鑄造材料15’的結(jié)晶粒的尺寸，與以通常的鑄造溫度進行鑄造時或?qū)㈣T造材料15’只冷卻到大于〔銅合金熔融液14’的凝固溫度-15℃〕的溫度時相比，分別變小。
其次，在熱軋工序(F3’)中，在比連續(xù)鑄造軋制中的通常熱軋溫度低50～100℃的溫度，即，將鑄造材料15’的溫度調(diào)整到小于等于900℃、優(yōu)選750～900℃的狀態(tài)下，對鑄造材料15’進行多段熱軋。最終軋制時，以500～600℃的軋制溫度進行熱軋加工，形成軋制材料16’。最終軋制溫度一小于500℃，軋制加工時就多發(fā)生表面劃傷，帶來表面品質(zhì)下降，另外，一大于600℃，結(jié)晶結(jié)構(gòu)就成為與以往水平相同的粗大結(jié)構(gòu)。此處，最終軋制溫度在500～600℃的范圍中，隨著最終軋制溫度變高，拉伸強度慢慢下降，但導(dǎo)電率慢慢上升。
經(jīng)過該熱軋，前工序中結(jié)晶出(或析出)的尺寸比較小的氧化物分離斷裂，氧化物的尺寸變得更小。另外，因為本實施形態(tài)有關(guān)的制造方法中的熱軋是在比通常的熱軋還低的溫度下進行，所以在軋制時，被導(dǎo)入的重排再次發(fā)生重排、在結(jié)晶粒內(nèi)形成微小的亞粒界。亞粒界是在結(jié)晶粒內(nèi)存在的方位少許不同的若干結(jié)晶之間的界面。
其次，在清洗·卷取工序(F4’)中，清洗軋制材料16’、進行卷取、作成粗拉絲17’。卷取成的粗拉絲17’的線徑，作成例如8～40mm，優(yōu)選小于等于30mm。例如電車用供電線中的粗拉絲17的線徑，作成22～30mm。
最后，在冷加工工序(F5’)中，送出卷取成的粗拉絲17’，對該粗拉絲17’以-193℃(液氮溫度)～100℃、優(yōu)選-193～25℃或其以下的溫度，進行冷加工。由此，形成銅合金導(dǎo)體18’。此處，為了減小連續(xù)拉絲時的加工熱對銅合金導(dǎo)體帶來的影響(強度降低等)，進行拉絲模等的冷加工裝置的冷卻，調(diào)整線材溫度到小于等于100℃、優(yōu)選小于等于25℃。另外，為了提高銅合金導(dǎo)體18’的強度，除了必須提高熱軋加工中的加工度、使軋制材料16’、即粗拉絲17’的強度充分提高之外，還必須將冷加工中的加工度作成大于等于50％。此處，加工度一小于50％，就得不到大于420MPa的拉伸強度。
得到的銅合金導(dǎo)體18’，根據(jù)其以后用途所希望的形狀，形成例如電車線(電車用供電線)。電車線的橫截面積，作成例如110～170mm2。
下面說明本發(fā)明第二實施形態(tài)的作用。
以往的銅合金導(dǎo)體，結(jié)晶結(jié)構(gòu)粗大。另外，Sn等的氧化物，是平均粒徑(長度)大于1μm的粗大氧化物。其結(jié)果是，以往的銅合金導(dǎo)體，拉伸強度不太充分。
與此相反，在本實施形態(tài)有關(guān)的銅合金導(dǎo)體18’的制造方法中，在銅母材11’中，以0.1～0.7重量％的比例添加In 12’，形成銅合金熔融液14’。使用該銅合金熔融液14’，進行低溫連續(xù)鑄造(鑄造溫度1100～1150℃)、低溫軋制加工(最終軋制溫度為500～600℃)、以及將溫度調(diào)節(jié)到加工熱不作用的小于等于100℃的冷加工，制造銅合金導(dǎo)體18’。
通過上述工序，本實施形態(tài)有關(guān)的銅合金導(dǎo)體18’，與以往的銅合金導(dǎo)體相比較，結(jié)晶結(jié)構(gòu)變得微細。即，銅合金導(dǎo)體18’的結(jié)晶粒的平均粒徑，與以往的銅合金導(dǎo)體的結(jié)晶粒的平均粒徑比較，變小而小于等于100μm。另外，銅合金導(dǎo)體18’的基體中分散有In 12’的氧化物，該氧化物80％或其以上是平均粒徑小于等于1μm的微小氧化物。
通過分散于該基體的微小氧化物，鑄造材料15’具有的熱(顯熱)引起的結(jié)晶與結(jié)晶粒界的移動受到抑制。其結(jié)果是，因為熱軋時各結(jié)晶粒的成長受到抑制，所以軋制材料16’的結(jié)晶結(jié)構(gòu)變得微細。
因此，本實施形態(tài)有關(guān)的銅合金導(dǎo)體18’的強化，是由結(jié)晶粒的微細化而產(chǎn)生的銅合金導(dǎo)體基體的強度提高，和使微小氧化物分散在基體而產(chǎn)生的分散強化而引起的，與特開平6-240426號公報等中記載的僅僅由Sn的固溶強化而產(chǎn)生的強化相比，也可以抑制導(dǎo)電率下降的比例到低的程度。因此，如根據(jù)本實施形態(tài)有關(guān)的制造方法，不會導(dǎo)致導(dǎo)電率的大幅度下降，可以得到具有高拉伸強度的銅合金導(dǎo)體18’。即，如后所述實施例中所述，可以得到具有大于等于60％IACS的高導(dǎo)電率，并且，具有以高張力架線所必須的大于等于420MPa的高強度(拉伸強度)的銅合金導(dǎo)體18’(電車用供電線)。
另外，本實施形態(tài)有關(guān)的制造方法，因為可以使用現(xiàn)有或常用的連續(xù)鑄造軋制設(shè)備和冷加工裝置，所以不需要新設(shè)備的投資，能夠以低成本制造高導(dǎo)電率、高強度的銅合金導(dǎo)體18’。
另外，使用根據(jù)本實施形態(tài)有關(guān)的制造方法而得到的銅合金導(dǎo)體18’，形成單線線材或絞線線材，在該單線線材或絞線線材的周邊設(shè)置絕緣層，可以得到高導(dǎo)電率、高強度的機器用電纜(配線材料、供電材料)。
以上說明了本發(fā)明，但是本發(fā)明并不限定于上述的實施形態(tài)，不用說，本發(fā)明還包括其它各種想到的形態(tài)。
其次，根據(jù)實施例說明了本發(fā)明，但本發(fā)明不限定于這些實施例。
改變添加于銅母材的附加元素的種類與數(shù)量、熱軋加工的最終軋制溫度等，制作成直徑φ為23mm的銅合金導(dǎo)體(電車線用銅合金粗拉絲)。使用本發(fā)明有關(guān)的銅合金導(dǎo)體的制造方法制造銅合金導(dǎo)體。
(實施例1～3)使用在含氧10重量ppm的各個銅母材中，分別以0.3、0.4、0.6、重量％的比例含有In的銅合金材料，制作成銅合金導(dǎo)體。最終軋制溫度都是560℃。
(實施例4～6)除含氧量是350重量ppm以外，與實施例1～3同樣地制作成銅合金導(dǎo)體。最終軋制溫度都是560℃。
(實施例7～9)除含氧量是500重量ppm以外，與實施例1～3同樣地制作成銅合金導(dǎo)體。最終軋制溫度都是560℃。
(實施例10)使用在含氧350重量ppm的銅母材中，以0.6重量％含In、并且以0.0050重量％的比例含P的銅合金材料，制作成銅合金導(dǎo)體，最終軋制溫度是560℃。
(實施例11)使用在含氧350重量ppm的銅母材中，以0.6重量％含In、并且以0.0050重量％的比例含B的銅合金材料，制作成銅合金導(dǎo)體，最終軋制溫度是560℃。
(現(xiàn)有例1～3)使用在含氧350重量ppm的各銅母材中，均含0.3重量％Sn的銅合金材料，制作成銅合金導(dǎo)體，最終軋制溫度分別是650℃、600℃、560℃。
(現(xiàn)有例4)使用在含氧10重量ppm的銅母材中含0.3重量％Sn的銅合金材料，制作成銅合金導(dǎo)體，最終軋制溫度是560℃。
(現(xiàn)有例5)使用在含氧500重量ppm的銅母材中含0.3重量％Sn的銅合金材料，制作成銅合金導(dǎo)體，最終軋制溫度是560℃。
實施例1～11與現(xiàn)有例1～5的銅合金導(dǎo)體的制造條件(含氧量、附加元素的種類與含量、最終軋制溫度)示于表3。
表3 (單位重量％)其次，使用實施例1～11與現(xiàn)有例1～5的銅合金導(dǎo)體，分別制作成橫截面積為170mm2的電車用供電線。各電車用供電線的拉伸強度(MPa)、導(dǎo)電率(％IACS)、氧化物的比例、結(jié)晶粒尺寸、表面品質(zhì)與熱軋性示于表4。
此處，關(guān)于氧化物的比例，平均粒徑小于等于1μm的氧化物的比例為80％或其以上的為○、小于80％的為×。
關(guān)于結(jié)晶粒尺寸，使用現(xiàn)有例1的銅合金導(dǎo)體的電車用供電線中的結(jié)晶粒的平均粒徑為1.0時，結(jié)晶粒的尺寸小于0.5的為○、0.5～1.0的為×。
關(guān)于表面品質(zhì)，熱軋后的表面劃傷少的為○、多的為×。
關(guān)于熱軋性，熱軋性良好的為○、不好的為×。
表4 如表4所示，使用實施例1～11的各銅合金導(dǎo)體制作的各電車用供電線，都具有大于等于420MPa的拉伸強度，和大于等于60％IACS的導(dǎo)電率。另外，各電車用供電線，平均粒徑小于等于1μm的氧化物的比例都是大于等于80％，結(jié)晶粒內(nèi)觀察到亞粒界，結(jié)晶粒的尺寸小于0.5。而且，各電車用供電線都是表面劃傷少、表面品質(zhì)良好、熱軋性也良好。
另外，比較使用實施例1～3、4～5、7～9的各銅合金導(dǎo)體制作的各電車用供電線的結(jié)果，可知隨著In含量的增多，拉伸強度提高但導(dǎo)電率下降。比較使用實施例6、10的各銅合金導(dǎo)體制作的各電車用供電線的結(jié)果，添加P的實施例10，表面品質(zhì)更好。比較使用實施例6、11的各銅合金導(dǎo)體制作的各電車用供電線的結(jié)果，添加B的實施例11，只是若干拉伸強度就提高。
與此相反，使用現(xiàn)有例1～5的各銅合金導(dǎo)體制作的各電車用供電線，因為添加于銅母材的元素不是In而是Sn，所以微小氧化物的比例少，并且，只得到大的結(jié)晶粒。另外，導(dǎo)電率都大于等于75％IACS、是良好的，而拉伸強度都小于420MPa。
另外，比較使用現(xiàn)有例1～3的各銅合金導(dǎo)體制作的各電車用供電線的結(jié)果，可知隨著最終軋制溫度的變低，拉伸強度上升但導(dǎo)電率下降。比較使用現(xiàn)有例4、3、5的各銅合金導(dǎo)體制作的各電車用供電線的結(jié)果，可知隨著氧含量的增多，拉伸強度、導(dǎo)電率共同提高。
權(quán)利要求
1.銅合金材料，其特征是，在含有0.001～0.1重量％(10～1000重量ppm)氧的銅母材中，含有0.1～0.4重量％的Sn、0.01～0.7重量％的與氧的親和力大于Sn的至少1種附加元素，并且以Sn與附加元素合計0.3～0.8重量％的比例含有Sn與附加元素。
2.如權(quán)利要求1所述的銅合金材料，其中，所述附加元素是選自Ca、Mg、Li、Al、Ti、Si、V、Mn、Zn、In或Ag中的至少1種元素或其化合物。
3.如權(quán)利要求1或2所述的銅合金材料，其中，除所述Sn與所述附加元素以外，以小于等于0.01重量％(100重量ppm)的比例含有P或B。
4.如權(quán)利要求1或2所述的銅合金材料，其中，除所述Sn與所述附加元素以外，以合計P與B小于等于0.02重量％(200重量ppm)的比例含有P與B。
5.銅合金導(dǎo)體的制造方法，其是用銅合金熔融液進行連續(xù)鑄造軋制、形成軋制材料、使用該軋制材料制造銅合金導(dǎo)體的方法，其特征是，在含有0.001～0.1重量％(10～1000ppm)氧的銅母材中，添加0.1～0.4重量％的Sn、0.01～0.7重量％的與氧的親和力大于Sn的至少1種附加元素，并使Sn與附加元素的合計比率處于0.3～0.8重量％，進行熔化，形成銅合金熔融液；使用該銅合金熔融液進行連續(xù)鑄造的同時，將鑄造材料的溫度迅速冷卻到比銅合金熔融液的熔點至少低15℃或其以上，在將鑄造材料的溫度調(diào)整到小于等于900℃的狀態(tài)下，對鑄造材料進行最終軋制溫度被調(diào)整為500～600℃的多段熱軋加工，軋制，形成軋制材料。
6.如權(quán)利要求5所述的銅合金導(dǎo)體的制造方法，其中，對所述軋制材料，以-193～100℃的溫度進行加工度大于等于50％的冷加工，形成銅合金導(dǎo)體。
7.銅合金導(dǎo)體，其特征是，采用在含有0.001～0.1重量％(10～1000重量ppm)氧的銅母材中，含有0.1～0.4重量％的Sn、0.01～0.7重量％的與氧的親和力大于Sn的至少1種的附加元素，并且，以Sn與附加元素合計0.3～0.8重量％的比例含有Sn與附加元素的銅合金材料構(gòu)成該銅合金導(dǎo)體，構(gòu)成結(jié)晶結(jié)構(gòu)的結(jié)晶粒的平均粒徑小于等于100μm、并且，所述附加元素內(nèi)與氧親和力最大的元素的氧化物的80％或其以上，作為平均粒徑小于等于1μm的微小氧化物分散在結(jié)晶結(jié)構(gòu)的基體中。
8.如權(quán)利要求7所述的銅合金導(dǎo)體，其中，拉伸強度大于等于420MPa，并且，導(dǎo)電率大于等于60％IACS。
9.電纜，其特征在于，在使用權(quán)利要求7或8所述的銅合金導(dǎo)體構(gòu)成的單股線材或絞線線材的周圍設(shè)置有絕緣層。
10.銅合金材料，其特征是，在含0.001～0.1重量％(10～1000重量ppm)氧的銅母材中，含有0.1～0.7重量％比例的In。
11.如權(quán)利要求10所述的銅合金材料，其中，除所述的In之外，還以小于等于0.01重量％(100重量ppm)的比例含有P或B。
12.如權(quán)利要求10所述的銅合金，其中，除所述的In之外，還以P與B合計小于等于0.02重量％(200重量ppm)的比例含有P與B。
13.銅合金導(dǎo)體的制造方法，其是用銅合金熔融液進行連續(xù)鑄造軋制，形成軋制材料，使用該軋制材料制造銅合金導(dǎo)體的方法，其特征是，在含0.001～0.1重量％(10～1000ppm)氧的銅母材中，以0.1～0.7重量％的比例添加In、熔化，形成銅合金熔融液；使用該銅合金熔融液進行連續(xù)鑄造的同時，將鑄造材料的溫度迅速冷卻到比銅合金熔融液的熔點至少低15℃或其以上在將鑄造材料的溫度調(diào)整到小于等于900℃的狀態(tài)下，對鑄造材料進行最終軋制溫度被調(diào)整到500～600℃的多段熱軋加工，形成軋制材料。
14.如權(quán)利要求13所述的銅合金導(dǎo)體的制造方法，其中，以-193～100℃的溫度、對所述軋制材料進行加工度大于等于50％的冷加工，形成銅合金導(dǎo)體。
15.銅合金導(dǎo)體，其特征是，采用在含有0.001～0.1重量％(10～1000重量ppm)的銅母材中，以0.1～0.7重量％的比例含有In的銅合金材料構(gòu)成該銅合金導(dǎo)體，構(gòu)成結(jié)晶結(jié)構(gòu)的結(jié)晶粒的平均粒徑小于等于100μm，并且，所述的In氧化物80％或其以上，以平均粒徑小于等于1μm的微小氧化物分散在結(jié)晶結(jié)構(gòu)的基體中。
16.如權(quán)利要求15所述的銅合金導(dǎo)體，其中，拉伸強度大于等于420MPa、并且導(dǎo)電率大于等于60％IACS。
17.如權(quán)利要求16所述的銅合金導(dǎo)體，其中，拉伸強度大于等于420MPa、并且導(dǎo)電率是大于等于75％IACS。
18.電纜，其特征是，在采用權(quán)利要求15～17的任一項所述的銅合金導(dǎo)體構(gòu)成的單線線材或絞線線材的周邊設(shè)置有絕緣層。
19.電車用供電線，其特征是，采用權(quán)利要求15～17的任一項所述的銅合金導(dǎo)體構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明提供了高強度且高導(dǎo)電率的銅合金材料、銅合金導(dǎo)體及其制造方法、電纜及電車用供電線。銅合金導(dǎo)體(18)的制造方法是，在含0.001～0.1重量％(10～1000重量ppm)氧的銅母材(11)中，添加0.1～0.4重量％的Sn(12)、0.01～0.7重量％的與氧的親和力大于Sn的至少1種附加元素(13)、并使Sn(12)與附加元素(13)合計比例處于0.3～0.8重量％，進行熔化(F1)，形成銅合金熔融液(14)，用該銅合金熔融液(14)進行連續(xù)鑄造(F2)，同時，迅速冷卻鑄造材料(15)的溫度直到比銅合金熔融液的熔點低至少大于等于15℃的溫度，在將該鑄造材料(15)的溫度調(diào)整到小于等于900℃的狀態(tài)下，對鑄造材料(15)進行最終軋制溫度被調(diào)整到500℃～600℃的多段熱軋加工(F3)，形成軋制材料(16)。
文檔編號C22C1/02GK1724700SQ200510002310
公開日2006年1月25日 申請日期2005年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月20日
發(fā)明者青山正義, 市川貴朗, 蛭田浩義, 黑田洋光 申請人:日立電線株式會社