(57)【要約】【課題】機械的特性に優れると共に、電気伝導性により優れる銅合金、銅合金線、銅合金板、銅合金撚線、被覆電線、及び端子付き電線を提供する。【解決手段】Ｆｅを０．５質量％以上１０質量％未満含み、残部がＣｕ及び不純物からなる組成と、前記Ｃｕを主体とする母相と、前記母相中に分散する第二相とを含む組織とを備え、前記第二相は、体心立方格子構造のＦｅを含み、前記体心立方格子構造のＦｅの質量割合は、前記第二相中のＦｅの含有量を１００％として５０％以上であり、前記母相に固溶したＦｅの質量割合は、前記組成における前記Ｆｅの含有量を１００％として７０％以下である銅合金。【選択図】図１
2020019997.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｆｅを０．５質量％以上１０質量％未満含み、残部がＣｕ及び不純物からなる組成と、
前記Ｃｕを主体とする母相と、前記母相中に分散する第二相とを含む組織とを備え、
前記第二相は、
体心立方格子構造のＦｅを含み、
前記体心立方格子構造のＦｅの質量割合は、前記第二相中のＦｅの含有量を１００％として５０％以上であり、
前記母相に固溶したＦｅの質量割合は、前記組成における前記Ｆｅの含有量を１００％として７０％以下である銅合金。
【請求項２】
引張強さは、前記組成における前記Ｆｅの含有量をｘとし、（６０×ｘ＋４５０）ＭＰａ以上である請求項１に記載の銅合金。
【請求項３】
導電率が４０％ＩＡＣＳ以上である請求項１又は請求項２に記載の銅合金。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の銅合金からなる銅合金線。
【請求項５】
線径が１ｍｍ未満である請求項４に記載の銅合金線。
【請求項６】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の銅合金からなる銅合金板。
【請求項７】
少なくとも１本の素線として、請求項４又は請求項５に記載の銅合金線を含む銅合金撚線。
【請求項８】
導体と、前記導体の外周を覆う絶縁層とを備える被覆電線であって、
前記導体として、請求項４又は請求項５に記載の銅合金線、又は請求項７に記載の銅合金撚線を備える被覆電線。
【請求項９】
請求項８に記載の被覆電線と、前記被覆電線の端部に取り付けられた端子とを備える端子付き電線。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、銅合金、銅合金線、銅合金板、銅合金撚線、被覆電線、及び端子付き電線に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、高強度で、高導電率の銅合金として、Ｆｅを添加元素とする二元合金を開示する。具体的な銅合金として、Ｆｅを１０質量％〜２０％質量％の範囲で含有する銅合金線を開示する。この銅合金線は、Ｆｅの含有量が１０質量％以上と多いため、特に強度に優れる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１４２１７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
機械的特性に優れると共に、電気伝導性により優れる銅合金が望まれている。また、塑性加工に供される素材として、塑性加工後に機械的特性に優れると共に、電気伝導性により優れる銅合金が望まれている。
【０００５】
特許文献１の銅合金線では、Ｆｅの含有量が多い。そのため、導電率の更なる向上が難しい。Ｆｅの含有量を少なくすれば、導電率を高め易い。しかし、Ｆｅの含有量を低減するだけでは、強度の低下を招く。従って、高い導電率を有しつつ、Ｆｅの含有量が少なくても高い強度を有する銅合金が望まれる。
【０００６】
用途によっては、例えば線径が０．１ｍｍ以下の極細線や厚さが０．１ｍｍ以下の極薄板が望まれる。例えば、特許文献１に記載される最終線径が０．５ｍｍの銅合金線に更に伸線加工を施せば、線径０．１ｍｍの極細線が得られる。しかし、この極細線の導電率は０．５ｍｍの銅合金線よりも低いと考えられる。塑性加工に伴ってＦｅが固溶し得るからである（特許文献１の明細書［０００９］）。また、加工歪みが導入されるからである。従って、上記極細線や極薄板であって、高い強度を有しつつ、導電率も高いものが望まれる。また、高い強度を有しつつ、導電率も高い極細線や極薄板が得られる素材が望まれる。
【０００７】
本開示は、機械的特性に優れると共に、電気伝導性により優れる銅合金を提供することを目的の一つとする。また、本開示は、機械的特性に優れると共に、電気伝導性により優れる銅合金線、銅合金板、銅合金撚線、被覆電線、及び端子付き電線を提供することを別の目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示の銅合金は、
Ｆｅを０．５質量％以上１０質量％未満含み、残部がＣｕ及び不純物からなる組成と、
前記Ｃｕを主体とする母相と、前記母相中に分散する第二相とを含む組織とを備え、
前記第二相は、
体心立方格子構造のＦｅを含み、
前記体心立方格子構造のＦｅの質量割合は、前記第二相中のＦｅの含有量を１００％として５０％以上であり、
前記母相に固溶したＦｅの質量割合は、前記組成における前記Ｆｅの含有量を１００％として７０％以下である。
【０００９】
本開示の銅合金線は、
本開示の銅合金からなる。
【００１０】
本開示の銅合金板は、
本開示の銅合金からなる。
【００１１】
本開示の銅合金撚線は、
少なくとも１本の素線として、本開示の銅合金線を含む。
【００１２】
本開示の被覆電線は、
導体と、前記導体の外周を覆う絶縁層とを備える被覆電線であって、
前記導体として、本開示の銅合金線、又は本開示の銅合金撚線を備える。
【００１３】
本開示の端子付き電線は、
本開示の被覆電線と、前記被覆電線の端部に取り付けられた端子とを備える。
【発明の効果】
【００１４】
本開示の銅合金は、機械的特性に優れると共に、電気伝導性により優れる。本開示の銅合金線、本開示の銅合金板、本開示の銅合金撚線、本開示の被覆電線、及び本開示の端子付き電線は、機械的特性に優れると共に、電気伝導性により優れる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】試験例１で作製したＦｅの含有量が０．６質量％の銅合金線について、導電率と引張強さとの関係を示すグラフであり、熱処理温度ごとに複数の線径の銅合金線について導電率及び引張強さを示す。
【図２Ａ】Ｃｕに完全に固溶するＦｅのＸ線吸光分光法（ＸＡＳ）のスペクトルを示すグラフ、体心立方格子構造（ｂｃｃ）を有するＦｅのＸＡＳのスペクトルを示すグラフ、面心立方格子構造（ｆｃｃ）を有するＦｅのＸＡＳのスペクトルを示すグラフであり、三つのグラフを重ねて示す。
【図２Ｂ】試験例１において６００℃で熱処理を行った後に伸線加工を行った場合について、ＦｅのＸＡＳのスペクトルを示すグラフであり、測定したスペクトルと、再現したスペクトルとを重ねて示す。
【図２Ｃ】試験例１において５００℃で熱処理を行った後に伸線加工を行った場合について、ＦｅのＸＡＳのスペクトルを示すグラフであり、測定したスペクトルと、再現したスペクトルとを重ねて示す。
【図３Ａ】試験例１において熱処理を行わずに伸線加工を行った場合について、線径と、Ｆｅにおける三つの相（固溶したＦｅ、ｂｃｃを有するＦｅ、ｆｃｃを有するＦｅ）の比率との関係を示すグラフである。
【図３Ｂ】試験例１において４００℃で熱処理を行った後に伸線加工を行った場合について、線径と、Ｆｅにおける三つの相の比率との関係を示すグラフである。
【図３Ｃ】試験例１において５００℃で熱処理を行った後に伸線加工を行った場合について、線径と、Ｆｅにおける三つの相の比率との関係を示すグラフである。
【図３Ｄ】試験例１において６００℃で熱処理を行った後に伸線加工を行った場合について、線径と、Ｆｅにおける三つの相の比率との関係を示すグラフである。
【図３Ｅ】試験例１において、線径φ５．８ｍｍのときについて、熱処理温度と、Ｆｅにおける三つの相の比率との関係を示すグラフである。
【図４Ａ】試験例２で作製したＦｅの含有量が３質量％の銅合金線について、導電率と引張強さとの関係を示すグラフであり、熱処理温度が５００℃である試料のグラフと、熱処理温度が６００℃である試料のグラフとを重ねて示す。
【図４Ｂ】試験例２で作製したＦｅの含有量が９質量％の銅合金線について、導電率と引張強さとの関係を示すグラフであり、熱処理温度が５００℃である試料のグラフと、熱処理温度が６００℃である試料のグラフとを重ねて示す。
【図５】試験例３において、Ｆｅの含有量と引張強さとの関係を示すグラフである。
【図６】実施形態の被覆電線を示す概略斜視図である。
【図７】実施形態の端子付き電線について、端子近傍を示す概略側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
［本開示の実施形態の説明］
最初に本開示の実施形態の内容を列記して説明する。
【００１７】
（１）本開示の一態様に係る銅合金は、
Ｆｅを０．５質量％以上１０質量％未満含み、残部がＣｕ及び不純物からなる組成と、
前記Ｃｕを主体とする母相と、前記母相中に分散する第二相とを含む組織とを備え、
前記第二相は、
体心立方格子構造のＦｅを含み、
前記体心立方格子構造のＦｅの質量割合は、前記第二相中のＦｅの含有量を１００％として５０％以上であり、
前記母相に固溶したＦｅの質量割合は、前記組成における前記Ｆｅの含有量を１００％として７０％以下である。
【００１８】
本開示の銅合金は、以下の理由により、機械的特性に優れると共に、電気伝導性により優れる。機械的特性としては、代表的には引張強さや耐力といった強度が挙げられる。電気伝導性としては、代表的には導電率が挙げられる。その他、本開示の銅合金は、比較的安価であるＦｅを添加元素とするため、材料コストも低減できる。
【００１９】
（電気伝導性に優れる理由）
（Ａ）Ｆｅの含有量が１０質量％未満と比較的少ない。このような銅合金は、電気伝導性に優れるＣｕの含有量が多い。そのため、Ｃｕによる導電路を大きく確保し易い。
（Ｂ）銅合金中のＦｅは、母相に固溶して存在する、又は母相に析出して存在する。本開示の銅合金では、母相に固溶したＦｅの質量割合（以下、Ｆｅの固溶割合と呼ぶことがある）がＦｅの含有量に対して７０％以下であり、比較的少ない。このような銅合金は、Ｆｅの少なくとも一部が母相に析出した状態で存在する。そのため、銅合金中のＣｕにおいて、Ｆｅとの固溶体として存在する割合が低く、Ｃｕ単体の占有割合が高い。
（Ｃ）析出するＦｅは、体心立方格子構造を有するＦｅ（以下、ｂｃｃ−Ｆｅと呼ぶことがある）を含む。特に、析出するＦｅにおけるｂｃｃ−Ｆｅの割合が５０％以上であり、高い。Ｆｅの固溶割合が比較的少なく、かつｂｃｃ−Ｆｅの割合が高い銅合金は、例えば、製造過程で比較的高温の熱処理を施すことで得られる。ｂｃｃ−Ｆｅは析出状態を維持し易い。そのため、ｂｃｃ−Ｆｅは上記熱処理後の銅合金に塑性加工を施しても、Ｃｕに固溶し難いと考えられる。塑性加工時のＦｅの固溶を低減すれば、Ｆｅの固溶に起因する電気伝導性の低下を低減できる。その結果、上記熱処理直後の銅合金だけでなく、上記熱処理後に塑性加工が施された銅合金も電気伝導性に優れる。
【００２０】
（機械的特性に優れる理由）
（Ｄ）添加元素にＦｅを含む。
（Ｅ）Ｆｅの含有量が１０質量％未満と比較的少ない。しかし、銅合金中のＦｅの少なくとも一部は母相に析出した状態で存在する。そのため、析出硬化による強度向上効果を得られる。
（Ｆ）上述のようにＦｅの固溶割合が比較的少なく、かつｂｃｃ−Ｆｅの割合が高いという特定の組織を有する。このような銅合金は、製造過程で比較的高温の熱処理が施されていると考えられる。上記熱処理後の銅合金に塑性加工が施されれば、塑性加工に伴う加工歪みが銅合金に導入され、加工硬化による強度向上効果が得られる。
【００２１】
機械的特性に優れると共に、電気伝導性に優れる本開示の銅合金の代表例として、製造過程で塑性加工が施された塑性加工部材が挙げられる。塑性加工部材の一例として、伸線加工が施された線材、圧延加工が施された板材又は帯材等が挙げられる。又は、本開示の銅合金の一例として、塑性加工に供される素材が挙げられる。この素材に塑性加工を施すことで、上述の理由により、塑性加工後に機械的特性に優れると共に、電気伝導性により優れる塑性加工部材（例、線や板等）が得られる。
【００２２】
（２）本開示の銅合金の一例として、
引張強さは、前記組成における前記Ｆｅの含有量をｘとし、（６０×ｘ＋４５０）ＭＰａ以上である形態が挙げられる。
【００２３】
上記形態は、Ｆｅの含有量が１０質量％未満であるものの、引張強さが（６０×ｘ＋４５０）ＭＰａ以上であり、高い。従って、上記形態は、特に機械的特性に優れる。
【００２４】
（３）本開示の銅合金の一例として、
導電率が４０％ＩＡＣＳ以上である形態が挙げられる。
【００２５】
上記形態は、導電率が４０％ＩＡＣＳ以上であり、高い。従って、上記形態は、特に電気伝導性に優れる。
【００２６】
（４）本開示の一態様に係る銅合金線は、
本開示の銅合金からなる。
【００２７】
本開示の銅合金線は、機械的特性に優れると共に、電気伝導性により優れる本開示の銅合金からなる。そのため、本開示の銅合金線は、機械的特性に優れると共に、電気伝導性により優れる。例えば線径が０．１ｍｍ以下といった極細線であっても、高い導電率を有する（後述の試験例参照）。このような銅合金線は、高強度と高導電率とが求められる導体線（単線）、又は導体の素線（撚線の素線等）に好適に利用できる。
【００２８】
（５）本開示の銅合金線の一例として、
線径が１ｍｍ未満である形態が挙げられる。
【００２９】
上記形態は、代表的には、製造過程において伸線加工の加工度が大きいといえる。このような形態は、特に加工硬化による強度向上効果によって、機械的特性により優れる。また、上記形態は、製造過程において伸線加工の加工度が大きくても、上述の特定の組織を有するため、電気伝導性にも優れる。
【００３０】
（６）本開示の一態様に係る銅合金板は、
本開示の銅合金からなる。
【００３１】
本開示の銅合金板は、機械的特性に優れると共に、電気伝導性により優れる本開示の銅合金からなる。そのため、本開示の銅合金板は、機械的特性に優れると共に、電気伝導性により優れる。例えば厚さが０．１ｍｍ以下といった極薄板や薄帯であっても、高い導電率を有する。このような銅合金板は、高強度と高導電率とが求められる導体素材に好適に利用できる。
【００３２】
（７）本開示の一態様に係る銅合金撚線は、
少なくとも１本の素線として、本開示の銅合金線を含む。
【００３３】
本開示の銅合金撚線は、機械的特性に優れると共に、電気伝導性により優れる本開示の銅合金線を含む。そのため、本開示の銅合金撚線は、機械的特性に優れると共に、電気伝導性により優れる。本開示の銅合金撚線を構成する全ての素線が本開示の銅合金線であると、電気伝導性に更に優れて好ましい。本開示の銅合金撚線は、高強度と高導電率とが求められる導体素材に好適に利用できる。
【００３４】
（８）本開示の一態様に係る被覆電線は、
導体と、前記導体の外周を覆う絶縁層とを備える被覆電線であって、
前記導体として、本開示の銅合金線、又は本開示の銅合金撚線を備える。
【００３５】
本開示の被覆電線は、導体として、機械的特性に優れると共に、電気伝導性により優れる本開示の銅合金線、又は本開示の銅合金撚線を含む。そのため、本開示の被覆電線は、機械的特性に優れると共に、電気伝導性により優れる。
【００３６】
（９）本開示の一態様に係る端子付き電線は、
本開示の被覆電線と、前記被覆電線の端部に取り付けられた端子とを備える。
【００３７】
本開示の端子付き電線は、被覆電線として、機械的特性に優れると共に、電気伝導性により優れる本開示の被覆電線を含む。そのため、本開示の端子付き電線は、機械的特性に優れると共に、電気伝導性により優れる。
【００３８】
［本開示の実施形態の詳細］
以下、適宜、図面を参照して、本開示の実施形態を具体的に説明する。図中、同一符号は同一名称物を示す。
【００３９】
［銅合金］
実施形態の銅合金は、Ｆｅ（鉄）を添加元素とし、Ｃｕ（銅）を主体とする二元の銅基合金である。Ｆｅの少なくとも一部は母相に析出しており、第二相として存在する。詳しくは、実施形態の銅合金は、Ｆｅを０．５質量％以上１０質量％未満含み、残部がＣｕ及び不純物からなる組成を備える。また、実施形態の銅合金は、Ｃｕを主体とする母相と母相中に分散する第二相とを含む組織を備える。第二相が存在することで、析出硬化による強度向上効果と、Ｆｅにおける母相への固溶の低減による電気伝導性の向上効果とが得られる。
【００４０】
特に、実施形態の銅合金は、第二相として、特定の結晶構造を比較的多く含む。また、実施形態の銅合金中に含有するＦｅにおいて、母相に固溶したＦｅの割合が比較的少ない。具体的には、第二相は、体心立方格子構造のＦｅ（ｂｃｃ−Ｆｅ）を含む。ｂｃｃ−Ｆｅの質量割合は、第二相中のＦｅの含有量を１００％として５０％以上である。母相に固溶したＦｅの質量割合（Ｆｅの固溶割合）は、銅合金の組成におけるＦｅの含有量を１００％として７０％以下である。実施形態の銅合金は、このような特定の組織を有するため、塑性加工が施されていても、電気伝導性により優れる。
以下、詳細に説明する。
【００４１】
（組成）
〈Ｃｕ〉
実施形態の銅合金において、Ｃｕは、主として母相を形成する。銅合金中におけるＣｕの含有量は、９０質量％以上である。Ｃｕは、Ｆｅに比較して高い電気伝導性を有する。このようなＣｕを多く含むことで、電気伝導性に優れる。
【００４２】
Ｃｕの一部がＦｅとの固溶体として母相に存在することを許容する。但し、母相におけるＦｅの固溶量は少ないほど好ましい。銅合金中のＣｕにおいて、ＣｕとＦｅとの固溶体として存在する割合が低くなり、Ｃｕ単体の割合が高くなる。その結果、電気伝導性に優れるからである。また、Ｆｅの固溶量が少ないほど、Ｆｅの析出量が多くなる。その結果、Ｆｅの析出硬化による強度向上効果によって、機械的特性、特に強度に優れるからである。Ｆｅの固溶量は、Ｆｅの含有量と後述するＦｅの固溶割合との積で表される。
【００４３】
〈Ｆｅ〉
実施形態の銅合金において、Ｆｅは、主として、母相に析出して存在し、析出硬化元素として機能する。Ｆｅの析出により、実施形態の銅合金は、機械的特性、特に強度に優れる。
【００４４】
Ｆｅを０．５質量％以上含有することで、母相に析出したＦｅを含み易い。そのため、Ｆｅの析出硬化による強度向上効果を良好に得られる。かつ、Ｆｅの析出によって、Ｆｅの母相への固溶を制限できる。そのため、電気伝導性にも優れる。Ｆｅの含有量や製造条件にもよるが、Ｆｅの含有量が多いほど、銅合金の強度が高くなり易い。更なる高強度を望む場合等には、Ｆｅの含有量を０．５５質量％以上、更に０．６０質量％以上としてもよい。Ｆｅの含有量を１質量％以上、更に３質量％以上、５質量％以上とすると、強度がより高くなり易い。
【００４５】
Ｆｅを１０質量％未満の範囲で含有することで、析出物の粗大化を抑制し易い。その結果、粗大な析出物を起点とする亀裂の発生や破断を低減できる。従って、強度に優れる銅合金とすることができる。製造過程では、伸線加工や圧延加工等の塑性加工時に断線し難かったり、亀裂が生じ難かったりする。従って、製造性にも優れる。製造条件にもよるが、Ｆｅの含有量が少ないほど、上述の析出物の粗大化を抑制し易い。析出物の粗大化の抑制（亀裂の発生や断線の低減）を望む場合等には、Ｆｅの含有量を９．５質量％以下、更に９．０質量％以下としてもよい。
【００４６】
更なる高電気伝導性を望む場合等には、Ｆｅの含有量を５．０質量％以下、更に４．５質量％以下、４．０質量％以下としてもよい。
【００４７】
〈その他の元素〉
実施形態の銅合金は、不純物を含むことを許容する。「不純物」とは代表的には不可避なものが挙げられる。その他、実施形態の銅合金は、脱酸剤として機能する元素を含んでもよい。脱酸剤として機能する元素として、例えばＣ（炭素），Ｓｉ（珪素），Ｍｎ（マンガン）等が挙げられる。
【００４８】
ここで、製造過程で酸素含有雰囲気（例、大気雰囲気）とすると、Ｆｅが酸化することが考えられる。この酸化により、Ｆｅが適切に析出できない虞がある。その結果、Ｆｅの析出による強度向上効果と電気伝導性の向上効果とを適切に得られない虞がある。また、酸化物が塑性加工時等で破断の起点となり、製造性の低下を招くことも考えられる。上述の脱酸剤として機能する元素を含むことで、Ｆｅの酸化を抑制できる。
【００４９】
上述の脱酸剤として機能する元素として、Ｃ，Ｓｉ及びＭｎから選択される１種以上の元素を含むことが好ましい。１種の元素のみでもよいが、２種の元素を含むことが好ましい。特に、Ｃを含むことが好ましい。３種の元素を全て含むことがより好ましい。
【００５０】
上述の脱酸剤として機能する元素の合計含有量は、例えば１０質量ｐｐｍ以上５００質量ｐｐｍ以下が挙げられる。上記合計含有量が１０質量ｐｐｍ以上であれば、Ｆｅの酸化を抑制できる。上記合計含有量が多いほど、脱酸効果を得易い。この点から、上記合計含有量を２０質量ｐｐｍ以上、更に３０質量ｐｐｍ以上としてもよい。一方、上記合計含有量が５００質量ｐｐｍ以下であれば、脱酸剤として機能する元素の過剰含有による電気伝導性の低下を招き難い。上記合計含有量が少ないほど、電気伝導性の低下を抑制し易い。この点から、上記合計含有量を３００質量ｐｐｍ以下、更に２００質量ｐｐｍ以下、１５０質量ｐｐｍ以下としてもよい。
【００５１】
Ｃ，Ｓｉ及びＭｎから選択される１種以上の元素を合計で１０質量ｐｐｍ以上５００質量ｐｐｍ以下含むことで、例えば、銅合金中の酸素の含有量を２０質量ｐｐｍ以下とすることができる。これらの元素の合計含有量によっては、銅合金中の酸素の含有量を１５質量ｐｐｍ以下、更に１０質量ｐｐｍ以下とすることができる。
【００５２】
（組織）
実施形態の銅合金の組織は、Ｃｕを主体とする母相と、Ｆｅを主体とする第二相とを有する。第二相をなすＦｅは代表的には析出物であり、母相に分散して存在する。第二相をなすＦｅの少なくとも一部はｂｃｃ−Ｆｅを含む。更に、本発明者らは、強度等の機械的特性に優れつつ、導電率等の電気伝導性により優れる銅合金は、Ｆｅの固溶割合が比較的少なく、かつ第二相におけるｂｃｃ−Ｆｅの割合が比較的高い、との知見を得た。この知見に基づき、Ｆｅの固溶割合と、析出するＦｅにおけるｂｃｃ−Ｆｅの割合とを後述する特定の範囲とする。上記の割合の測定方法は後述する。
【００５３】
〈Ｆｅの固溶割合〉
実施形態の銅合金に含まれるＦｅの少なくとも一部は、析出物として存在する。そのため、銅合金中のＦｅの含有量を質量割合で１００％とすれば、母相に固溶したＦｅの質量割合（Ｆｅの固溶割合）は１００％未満である。Ｆｅの固溶割合が低いほど、母相に析出したＦｅの質量割合が高いといえる。その結果、Ｆｅの析出硬化による強度向上効果を得易い。かつ、母相に固溶したＦｅが少なく、電気伝導性にも優れる。実施形態の銅合金では、Ｆｅの固溶割合が７０％以下である。Ｆｅの固溶割合が７０％以下であれば、Ｆｅの析出硬化による強度向上効果と、Ｆｅの固溶の低減による電気伝導性の向上効果とを適切に得られる。
【００５４】
特に、Ｆｅの含有量が３質量％未満である場合には、Ｆｅの固溶割合は６５％以下、更に６０％以下、５８％以下が好ましい。優れた機械的特性と、優れた電気伝導性とをバランスよく有し易いからである。Ｆｅの含有量が３質量％以上５質量％未満である場合には、Ｆｅの固溶割合は２５％以下、更に２０％以下、１８％以下が好ましい。Ｆｅの含有量が５質量％以上である場合には、Ｆｅの固溶割合は１０％未満、更に８％以下、６％以下が好ましい。Ｆｅの含有量が３質量％以上であっても、Ｆｅの固溶割合が２５％以下、更にはそれ以下であれば、銅合金を１００質量％とするときのＦｅの固溶量（Ｆｅの含有量とＦｅの固溶割合との積）が少なくなり易い。そのため、優れた機械的特性と、優れた電気伝導性とをバランスよく有し易い。
【００５５】
Ｆｅの固溶割合が低いほど電気伝導性に優れる傾向にある。例えば、熱処理直後の銅合金は、Ｆｅの固溶割合が最も低くなり易い。しかし、熱処理後に塑性加工が施されると、塑性加工後のＦｅの固溶割合は熱処理直後に比較して増加し易い。例えば、Ｆｅの含有量が３質量％未満である場合、製造過程で熱処理後に塑性加工が施された銅合金のＦｅの固溶割合は、３０％以上、更に３５％以上、４０％以上が挙げられる。Ｆｅの含有量が３質量％以上５質量％未満である場合、上述の熱処理及び塑性加工後の銅合金のＦｅの固溶割合は、１０％超、更に１２％以上が挙げられる。Ｆｅの含有量が５質量％以上である場合、上述の熱処理及び塑性加工後の銅合金のＦｅの固溶割合は、１％以上、更に２％以上、３％以上が挙げられる。なお、母相に固溶したＦｅは、固溶強化元素として機能すると考えられる。
【００５６】
〈ｂｃｃ−Ｆｅの質量割合〉
実施形態の銅合金は、銅合金中に析出するＦｅの含有量に対してｂｃｃ−Ｆｅを比較的多く含む。定量的には、銅合金中の第二相の含有量を質量割合で１００％として、ｂｃｃ−Ｆｅの質量割合は５０％以上である。ここで、ｂｃｃ−Ｆｅは、面心立方格子構造を有するＦｅ（以下、ｆｃｃ−Ｆｅと呼ぶことがある）に比較して、塑性加工が施されても析出状態を維持し易いと考えられる。即ち、ｂｃｃ−Ｆｅは、塑性加工時に母相に固溶し難い。そのため、ｂｃｃ−Ｆｅの質量割合が５０％以上である銅合金が、線や板等の塑性加工が施された部材であっても、電気伝導性に優れる。伸線加工や圧延加工等の塑性加工時にＦｅの固溶が低減されており、上記塑性加工後においても上述のＦｅの固溶割合が７０％以下を満たすからである。その結果、Ｆｅの固溶量も少なくなり易いからである。上記塑性加工が施された部材をなす銅合金は、強度にも優れる。上記塑性加工が施されているため、加工硬化による強度向上効果が得られるからである。又は、ｂｃｃ−Ｆｅの質量割合が５０％以上である銅合金が、塑性加工に供される素材であれば、同様の理由により、塑性加工後に電気伝導性に優れる上に強度にも優れる塑性加工部材を製造できる。製造条件等によっては、ｂｃｃ−Ｆｅの質量割合を６０％以上、更に７０％以上、８０％以上、９０％以上とすることができる。更には、ｂｃｃ−Ｆｅの質量割合を１００％とすることもできる。つまり、第二相は実質的にｂｃｃ−Ｆｅのみでもよい。
【００５７】
〈製造条件〉
Ｆｅの固溶割合が７０％以下であり、かつｂｃｃ−Ｆｅの質量割合が５０％以上であるという特定の組織を有する銅合金は、例えば、従来よりも比較的高温の熱処理を施すことで製造できる。熱処理条件の詳細は後述する。また、上記特定の組織を有する銅合金は、上記熱処理後に塑性加工が施されても、上述のようにＦｅの固溶が抑制されると共に、ｂｃｃ−Ｆｅが維持され易い。そのため、塑性加工後においても、Ｆｅの固溶割合が７０％以下であり、かつｂｃｃ−Ｆｅの質量割合が５０％以上である銅合金とすることができる。特に、Ｆｅの含有量が３質量％未満である場合、上記特定の組織を有する銅合金は、製造過程で、上記比較的高温の熱処理が施されたことを示す根拠の一つとなり得る。
【００５８】
〈測定方法〉
Ｆｅの固溶割合、ｂｃｃ−Ｆｅの質量割合の測定には、例えば、Ｘ線吸光分光法（ＸＡＳ）を利用できる。ここで、銅合金中のＦｅは、Ｃｕに固溶した状態、ｂｃｃ−Ｆｅ、ｆｃｃ−Ｆｅという三つの相の少なくとも一相の状態で存在すると考えられる。つまり、銅合金中のＦｅは、Ｃｕに固溶したものをＸ％、ｂｃｃ−ＦｅをＹ％、ｆｃｃ−ＦｅをＺ％含むといえる。Ｘ，Ｙ，Ｚはそれぞれ、０≦Ｘ，Ｙ，Ｚ≦１００、及びＸ＋Ｙ＋Ｚ＝１００を満たす正の数である。Ｘ，Ｙ，Ｚは各相の質量に応じた値をとる。一方、Ｃｕに固溶したＦｅと、ｂｃｃ−Ｆｅと、ｆｃｃ−ＦｅとについてＸＡＳのスペクトルをとると、それぞれが異なる（後述の図２Ａ参照）。このことから、銅合金中のＦｅのＸＡＳのスペクトルは、Ｃｕに固溶した状態のＸＡＳのスペクトルをＸ％、ｂｃｃ−ＦｅのＸＡＳのスペクトルをＹ％、ｆｃｃ−ＦｅのＸＡＳのスペクトルをＺ％という比率で合成されたものと見做せる。そこで、銅合金中のＦｅのＸＡＳのスペクトルを測定し、測定したスペクトルに適合するように上記の三相のスペクトルの比率（Ｘ％，Ｙ％，Ｚ％）を算出する。求めた比率を用いることで、上記の三相のスペクトルによって、測定したスペクトルを再現できる。また、選択した比率（Ｘ％，Ｙ％，Ｚ％）は、銅合金中のＦｅに対して、母相に固溶したＦｅの質量割合、ｂｃｃ−Ｆｅの質量割合、ｆｃｃ−Ｆｅの質量割合として利用できる。
【００５９】
以上のことから、本開示では、銅合金中のＦｅのＸＡＳのスペクトルを測定し、測定したスペクトルに適合する上述の三相の比率を求める。そして、この比率によって、Ｆｅの固溶割合やｂｃｃ−Ｆｅの質量割合を求める。
【００６０】
ＸＡＳの解析には、公知のソフトウェアを利用できる。ソフトウェアの一例として、株式会社リガク製のＲＥＸ２０００、フリーソフトウェアのＡｔｈｅｎａ等が挙げられる。
【００６１】
Ｆｅの固溶割合、ｂｃｃ−Ｆｅの質量割合は、Ｆｅの含有量や製造条件によって変更できる。例えば、Ｆｅの含有量が少ないほど、Ｆｅの固溶割合が高くなり易い。又は、例えば、熱処理温度が高いほど、Ｆｅの固溶割合が低くなり易い。又は、例えば、熱処理後の塑性加工の加工度が大きいほど、ｂｃｃ−Ｆｅの質量割合が高くなり易い。
【００６２】
（形態）
実施形態の銅合金は、棒や線、板や帯等の各種の形態をとり得る。また、実施形態の銅合金は、種々の大きさ（棒や線では線径、断面積、長さ等、板や帯では厚さ、幅、断面積、長さ等）をとり得る。実施形態の銅合金が塑性加工に供される素材であれば、断面積や線径、厚さが比較的大きい棒や厚板等が挙げられる。実施形態の銅合金が最終製品であれば、線径が比較的小さい線や、厚さが比較的薄い板、帯等が挙げられる。
【００６３】
（電気的特性）
実施形態の銅合金の一例として、導電率が４０％ＩＡＣＳ以上であることが挙げられる。導電率が４０％ＩＡＣＳ以上であれば、電気伝導性に優れる。このような銅合金は導体素材に好適に利用できる。高電気伝導性を望む場合、導電率は４２％ＩＡＣＳ以上、更に４５％ＩＡＣＳ以上であることが好ましい。
【００６４】
（機械的特性）
実施形態の銅合金の一例として、引張強さが（６０×ｘ＋４５０）ＭＰａ以上であることが挙げられる。ｘは、組成におけるＦｅの含有量（銅合金中のＦｅの含有量、質量％）である。ここでのｘは０．５以上１０未満である。従って、実施形態の銅合金の一例として、引張強さが４８０ＭＰａ以上、Ｆｅの含有量によっては１０５０ＭＰａ以上であることが挙げられる。引張強さが（６０×ｘ＋４５０）ＭＰａ以上であれば、純銅硬材に比較して、強度により優れるといえる。更なる高強度を望む場合には、引張強さは（６０×ｘ＋５００）ＭＰａ以上、更に（６０×ｘ＋５１０）ＭＰａ以上であることが好ましい。又は、引張強さは５００ＭＰａ以上、更に５５０ＭＰａ以上、６００ＭＰａ以上、６５０ＭＰａ以上であることが好ましい。引張強さが（６０×ｘ＋４５０）ＭＰａ以上である銅合金、又は引張強さが５００ＭＰａ以上である銅合金として、代表的には熱処理後に塑性加工が施されたものが挙げられる。
【００６５】
実施形態の銅合金の一例として、導電率が４０％ＩＡＣＳ以上であり、かつ引張強さが（６０×ｘ＋４５０）ＭＰａ以上であることが挙げられる。銅合金の導電率が４０％ＩＡＣＳ以上であり、かつ引張強さが（６０×ｘ＋４５０）ＭＰａ以上であれば、電気伝導性に優れる上に、強度に優れる。
【００６６】
その他、実施形態の銅合金の一例として、０．２％耐力が引張強さの９０％以上であることが挙げられる。０．２％耐力が引張強さの９０％以上であれば、破断し難く、強度により優れる。０．２％耐力は、引張強さの９２％以上、更に９４％以上であると、強度により優れて好ましい。
【００６７】
実施形態の銅合金の一例として、破断伸びが０．５％以上であることが挙げられる。破断伸びが０．５％以上であれば、破断し難く、靭性にも優れる。破断伸びは、０．６％以上、更に１．０％以上、１．２％以上であると、靭性により優れて好ましい。
【００６８】
引張強さ、導電率、０．２％耐力、破断伸びは、Ｆｅの含有量や製造条件によって変更できる。例えば、Ｆｅの含有量が少ないほど、導電率や破断伸びが高くなり易い。又は、例えば、熱処理後の塑性加工の加工度が大きいほど、引張強さや０．２％耐力が高くなり易い。上記加工度が小さいほど、導電率が高くなり易い。
【００６９】
（主な効果）
実施形態の銅合金は、上述の特定の組成と特定の組織とを有するため、機械的特性に優れると共に、電気伝導性により優れる。具体的には、Ｆｅの含有量が比較的少ないものの、Ｆｅの少なくとも一部が析出している。Ｆｅの析出硬化によって機械的特性、特に強度に優れる。Ｆｅの含有量が比較的少ない上に、Ｆｅの析出によってＦｅのＣｕへの固溶が制限される。そのため、電気伝導性にも優れる。特に、実施形態の銅合金は、Ｆｅの固溶割合が７０％以下であり、かつｂｃｃ−Ｆｅの質量割合が５０％以上である。このような銅合金は、塑性加工が施されていても、電気伝導性に優れる。塑性加工が施されることで、加工硬化によって強度により優れる。これらの効果を後述する試験例で具体的に説明する。その他、実施形態の銅合金は、Ｆｅを添加元素とするため、材料コストも低減できる。
【００７０】
［銅合金線］
実施形態の銅合金線２２（図６）は、実施形態の銅合金からなる。このような銅合金線２２は、実施形態の銅合金の組成及び組織を実質的に維持する。かつ、銅合金線２２は、伸線加工といった塑性加工が施されている。従って、実施形態の銅合金線２２は、電気伝導性に優れる上に、機械的特性にも優れる。
【００７１】
実施形態の銅合金線２２の断面形状や大きさ等は適宜選択できる。銅合金線２２の代表例として、図６に例示する横断面形状が円形状である丸線が挙げられる。その他、横断面形状が長方形状である角線としてもよい。横断面形状が六角形等の多角形状や、楕円形状等の異形線としてもよい。銅合金線２２の横断面形状は、製造過程で用いる伸線ダイスの形状によって変更できる。銅合金線２２が後述する圧縮撚線の素線である場合には、銅合金線２２の横断面形状は、成形金型の形状によって変更できる。圧縮撚線の素線は、代表的には横断面形状が不定形な異形線である。横断面とは、銅合金線２２の軸方向に直交する平面で切断した断面とする。
【００７２】
銅合金線２２の線径は例えば１ｍｍ未満が挙げられる。銅合金線２２の線径が１ｍｍ未満という細線であれば、製造過程での伸線加工の加工度が大きいといえる。大きな加工度の伸線加工が施された銅合金線２２は、機械的特性に優れる。また、大きな加工度の伸線加工が施されていても、実施形態の銅合金の組成及び組織を有するため、電気伝導性にも優れる。線径が１ｍｍ未満の細線は、例えば、軽量化が望まれる電線の導体に好適に利用できる。例えば、自動車に配線される電線用導体に好適に利用できる。線径は、製造過程で伸線加工時の加工度（断面減少率）を調整することで変更できる。銅合金線２２の線径を０．５ｍｍ以下、更に０．３５ｍｍ以下、０．２５ｍｍ以下としてもよい。更に、銅合金線２２は、線径が０．１ｍｍ以下の極細線とすることができる。なお、線径は、銅合金線２２の横断面をとり、横断面積と等しい面積を有する円の直径とする。
【００７３】
［銅合金撚線］
実施形態の銅合金撚線２０は、複数の銅合金線が撚り合わされてなる。特に、実施形態の銅合金撚線２０は、少なくとも１本の素線として実施形態の銅合金線２２を含む。図６では、銅合金撚線２０を構成する全ての素線が実施形態の銅合金線２２である場合を例示する。銅合金撚線２０は、素線をなす実施形態の銅合金線２２の組成や組織、特性を実質的に維持する。従って、実施形態の銅合金撚線２０は、機械的特性に優れると共に、電気伝導性にも優れる。銅合金撚線２０は、複数の銅合金線２２が撚り合わされていることから、単線の銅合金線２２と比較して強度により優れる。
【００７４】
銅合金撚線２０は、複数の素線の撚り合わせ後に圧縮成形された圧縮撚線（図示せず）としてもよい。圧縮撚線は、複数の素線を単に撚り合わせた場合に比較して、以下の効果を奏する。（１）撚り合わせ状態の安定性に優れており、その外周に絶縁層３を形成し易い。（２）機械的特性により優れる傾向にある。（３）小径である。
【００７５】
銅合金撚線２０の線径、断面積、撚りピッチ等は、素線の線径や断面積、素線数等に応じて適宜選択できる。図６では、７本の同心撚りの銅合金撚線２０を例示するが、素線数や撚り方法は適宜変更できる。
【００７６】
［被覆電線］
実施形態の被覆電線１は、導体２と、導体２の外周を覆う絶縁層３とを備える。特に、実施形態の被覆電線１は、導体２として、実施形態の銅合金線２２又は実施形態の銅合金撚線２０を備える。図６では、導体２として銅合金撚線２０を備える場合を例示する。導体２は、１本の銅合金線２２からなる単線導体としてもよい。被覆電線１の導体２は、導体２を形成する実施形態の銅合金線２２又は実施形態の銅合金撚線２０の組成や組織、特性を実質的に維持する。従って、実施形態の被覆電線１は、機械的特性に優れると共に、電気伝導性にも優れる。
【００７７】
絶縁層３の構成材料は、電気絶縁材料が挙げられる。電気絶縁材料の一例として、ポリ塩化ビニルやノンハロゲン樹脂（例、ポリプロピレン）等の樹脂が挙げられる。又は、難燃性に優れる電気絶縁材料が挙げられる。公知の電気絶縁材料を利用できる。絶縁層３の厚さは、所定の絶縁強度に応じて適宜選択でき、特に限定されない。
【００７８】
実施形態の被覆電線１は、各種の電気機器の配線に利用できる。また、実施形態の被覆電線１は、端部に端子４が取り付けられて、端子付き電線１０（図７）として利用できる。
【００７９】
［端子付き電線］
実施形態の端子付き電線１０は、図７に示すように、実施形態の被覆電線１と、被覆電線１の端部に取り付けられた端子４とを備える。端子付き電線１０に備えられる被覆電線１の導体２は、導体２を形成する実施形態の銅合金線２２又は実施形態の銅合金撚線２０の組成や組織、特性を実質的に維持する。従って、実施形態の端子付き電線１０は、機械的特性に優れると共に、電気伝導性にも優れる。
【００８０】
端子４は公知のものが利用できる。代表的な端子４として、圧着端子が挙げられる。圧着端子は、図７に示すように、一端に設けられる雌型又は雄型の連結部４２と、他端に設けられるインシュレーションバレル部４４と、中間部に設けられるワイヤバレル部４０とを備える。連結部４２は、別の端子との接続箇所をなす。インシュレーションバレル部４４は、絶縁層３を把持する。ワイヤバレル部４０は、導体２を把持する。圧着端子は、被覆電線１の端部において絶縁層３が除去されて露出された導体２の端部に圧着される。この圧着により、圧着端子と導体２とは電気的及び機械的に接続される。その他の端子４として、溶融型等が挙げられる。溶融型端子には、溶融した導体２が接続される。
【００８１】
実施形態の端子付き電線１０は、各種の電気機器の配線に利用できる。例えば、自動車や飛行機等の搬送機器、産業用ロボット等の制御機器等の配線に好適に利用できる。特に、導体２が上述の極細線や細線の銅合金線２２を含む場合には、自動車用ワイヤーハーネス等に好適に利用できる。
【００８２】
［銅合金板］
実施形態の銅合金板（図示せず）は、実施形態の銅合金からなる。このような銅合金板は、実施形態の銅合金の組成及び組織を実質的に維持する。かつ、実施形態の銅合金板は、圧延加工といった塑性加工が施されている。従って、実施形態の銅合金板は、電気伝導性に優れる上に、機械的特性にも優れる。
【００８３】
実施形態の銅合金板の平面形状や大きさ等は適宜選択できる。銅合金板の厚さは例えば１ｍｍ未満が挙げられる。銅合金板の厚さが１ｍｍ未満と薄ければ、製造過程での圧延加工の加工度が大きいといえる。大きな加工度の圧延加工が施された銅合金板は、機械的特性に優れる。また、大きな加工度の圧延加工が施されていても、実施形態の銅合金の組成及び組織を有するため、電気伝導性にも優れる。厚さが１ｍｍ未満の薄板又は薄帯は、例えば、軽量化が望まれる導体に好適に利用できる。板厚は、製造過程で圧延加工時の加工度（圧下率）を調整することで変更できる。銅合金板の厚さを０．５ｍｍ以下、更に０．３５ｍｍ以下、０．２５ｍｍ以下としてもよい。更に、銅合金板は、厚さが０．１ｍｍ以下の極薄板又は箔とすることができる。
【００８４】
［製造方法］
実施形態の銅合金が銅合金線や銅合金板といった塑性加工部材である場合、代表的には、銅合金の素材に熱処理を施す工程と、熱処理後に塑性加工を施す工程とを備える製造方法によって製造できる。特に、熱処理温度を５００℃超とする。
【００８５】
ここで、従来、ＣｕとＦｅとの二元の銅合金では、製造過程で素材に熱処理を施した後、伸線加工等の塑性加工を施す。特許文献１には、熱処理温度が３００℃以上５００℃以下であることが開示される。上記二元の銅合金では、熱処理温度が５００℃のとき、熱処理直後の導電率が最高値を示す（後述の表６参照）。但し、熱処理後の銅合金に塑性加工を施すと、塑性加工時にＦｅがＣｕに固溶して、塑性加工後の導電率が下がる（特許文献１の明細書［０００９］）。そのため、従来、塑性加工後に高い導電率となるように、塑性加工前の熱処理温度は、導電率が最高値又はその近傍の値となる温度を選択する。具体的な温度は、５００℃〜４５０℃である（特許文献１の明細書［００３５］等）。本発明者らが検討した結果、熱処理温度を５００℃超とすると、熱処理温度を５００℃以下とする場合に比較して、塑性加工後の導電率が高い、という驚くべき知見を得た。熱処理温度を５００℃超とする場合には、熱処理温度を５００℃以下とする場合に比較して、熱処理直後の導電率は低い。しかし、熱処理温度を５００℃超とする場合には、熱処理後に塑性加工を施した銅合金の導電率は、熱処理温度を５００℃以下とする場合の導電率よりも高い、という逆転の現象が生じる（後述の図１、図４Ａ、図４Ｂ参照）。
【００８６】
熱処理温度を５００℃超とする点を除いて、公知の製造方法を参照できる。銅合金線の製造方法の一例として、以下の工程を備えることが挙げられる。
（１）Ｆｅを０．５質量％以上１０質量％未満含み、残部がＣｕ及び不純物からなる銅合金の溶湯を鋳造して鋳造材を作製する工程（以下、鋳造工程と呼ぶことがある）。
（２）前記鋳造材に熱処理を施して、熱処理材を作製する工程（以下、熱処理工程と呼ぶことがある）。熱処理温度を５００℃超とする。
（３Ａ）前記熱処理材に伸線加工を施して、伸線材を作製する工程（以下、最終加工工程と呼ぶことがある）。
【００８７】
銅合金撚線の製造方法の一例として、上述の（１）〜（３Ａ）の工程に加えて、更に、以下の工程を備えることが挙げられる。
（４）複数の前記伸線材を用意して撚り合わせて、撚線を作製する工程。
圧縮撚線を製造する場合には、銅合金撚線の製造方法は、更に、（５）前記撚線を所定の形状に圧縮成形する工程を備えることが挙げられる。
【００８８】
被覆電線の製造方法の一例として、上述の銅合金線の製造方法によって製造された銅合金線、又は上述の銅合金撚線の製造方法によって製造された銅合金撚線を導体とし、前記導体の外周に絶縁層を形成する工程を備えることが挙げられる。導体として、実施形態の銅合金線、又は実施形態の銅合金撚線を用いてもよい。絶縁層の形成には、公知の手法を利用できる。例えば、押出被覆や粉体塗装等が挙げられる。
【００８９】
端子付き電線の製造方法の一例として、上述の被覆電線の製造方法によって製造された被覆電線の端部において、絶縁層を除去して導体の端部を露出し、前記導体における露出箇所に端子を取り付ける工程を備えることが挙げられる。被覆電線として、実施形態の被覆電線を用いてもよい。
【００９０】
銅合金板の製造方法の一例として、以下の工程を備えることが挙げられる。
（１）Ｆｅを０．５質量％以上１０質量％未満含み、残部がＣｕ及び不純物からなる銅合金の溶湯を鋳造して鋳造材を作製する工程（鋳造工程）。
（２）前記鋳造材に熱処理を施して、熱処理材を作製する工程（熱処理工程）。熱処理温度を５００℃超とする。
（３Ｂ）前記熱処理材に圧延加工を施して、圧延材を作製する工程（最終加工工程）。
【００９１】
以下、（１）鋳造工程、（３Ａ），（３Ｂ）最終加工工程については簡単に説明する。（２）熱処理工程については詳細に説明する。
【００９２】
（鋳造工程）
鋳造材の作製には、固定鋳型を用いた鋳造法の他、各種の連続鋳造法を利用できる。連続鋳造法は、伸線材や圧延材の素材に適した長い鋳造材を製造し易く好ましい。伸線材の素材となる鋳造材の作製には、ベルトアンドホイール法、双ベルト法、アップキャスト法等を利用するとよい。圧延材の素材となる鋳造材の作製には、双ロール法等を利用するとよい。
【００９３】
溶解時の雰囲気は真空雰囲気又は還元雰囲気とすることが挙げられる。この場合、Ｆｅ等の酸化を防止できる。一方、溶解時の雰囲気を大気雰囲気としてもよい。この場合、雰囲気制御が不要であり、生産性に優れる。但し、この場合、雰囲気中の酸素によるＦｅ等の酸化を抑制するために、上述の脱酸元素（Ｃ、Ｍｎ、Ｓｉ等）を添加することが好ましい。アルミナからなる坩堝やボロンナイトライドからなる鋳型を利用してもよい。これらは耐食性に優れる上に、溶湯に不純物が混入し難い。
【００９４】
鋳造材には、中間加工を施してもよい。中間加工は、塑性加工や切削加工等が挙げられる。塑性加工は、コンフォーム押出、伸線や圧延（熱間、温間、冷間）等が挙げられる。切削加工は、皮剥ぎ、表面研削等が挙げられる。鋳造材に中間加工を施すことで、鋳造材の表面欠陥を低減できる。そのため、熱処理後の伸線加工時の断線や圧延加工時の亀裂の発生等を低減できる。その結果、生産性に優れる。
【００９５】
（熱処理工程）
ここでの熱処理の主目的は、Ｆｅを析出させることにある。特に、熱処理温度を５００℃超とする。熱処理温度が５００℃超であれば、銅合金中のＦｅの少なくとも一部を析出できる。かつ、析出したＦｅはｂｃｃ−Ｆｅを多く含む。定量的には、Ｆｅの固溶割合が７０％以下であり、かつｂｃｃ−Ｆｅの質量割合が５０％以上であるという特定の組織を有する熱処理材が得られる。上記特定の組織を有する熱処理材は、次の最終加工工程で塑性加工が施されても、Ｆｅの固溶を低減できる。かつｂｃｃ−Ｆｅの析出状態を維持し易い。Ｆｅの固溶に起因する電気伝導性の低下が効果的に抑制されることで、塑性加工後に、電気伝導性に優れる塑性加工部材が得られる。また、塑性加工が施されることで、機械的特性に優れる塑性加工部材が得られる。
【００９６】
熱処理温度が５００℃超であれば、上述の特定の組織を有する熱処理材が得られる。熱処理温度が高いほど、Ｆｅの固溶割合が低く、かつｂｃｃ−Ｆｅの質量割合が高い熱処理材を得易い。そのため、熱処理温度は５２０℃以上、更に５３０℃以上、５５０℃以上が好ましく、６００℃程度がより好ましい。一方、熱処理温度が高過ぎると、軟化し過ぎて、次の最終加工工程で塑性加工を施し難い。従って、熱処理温度は６５０℃以下が好ましいと考えられる。
【００９７】
熱処理時の保持時間は、例えば４時間以上４０時間以下が挙げられる。特に保持時間は５時間以上２０時間以下であると、特性の安定性と生産効率との両立という点で好ましい。ここでの保持時間とは、上記熱処理温度に保持する時間とし、昇温時間及び降温時間は含まない。また、ここでの保持時間は、バッチ処理の場合を示す。熱処理には、連続処理を利用してもよい。連続処理は、炉式や通電式等が挙げられる。連続処理とする場合、上述の特定の組織を有するように条件を調整するとよい。
【００９８】
（最終加工工程）
上述の特定の組織を有する熱処理材に１パス以上の伸線加工を施して、所定の最終線径の伸線材を作製する。又は、上述の特定の組織を有する熱処理材に１パス以上の圧延加工を施して、所定の最終厚さの圧延材を作製する。１パスあたりの加工度、総加工度は適宜選択できる。総加工度が大きいほど、高強度な塑性加工部材を製造できる。総加工度が大きくても、塑性加工後に高い導電率を有する。上述のように熱処理材が特定の組織を有するからである。定量的には、総加工度が５．０以上、更に６．０以上、６．５以上、７．０以上であっても、４０％ＩＡＣＳ以上という高い導電率を有する（後述の試験例参照）。総加工度が大きい伸線加工を行うことで、最終線径が１ｍｍ未満の細線や、最終線径が０．５ｍｍ以下、０．１ｍｍ以下の極細線が得られる。総加工度が大きい圧延加工を行うことで、最終厚さが１ｍｍ以下の薄板や、最終厚さが０．５ｍｍ以下、０．１ｍｍ以下の極薄板を製造できる。これらの細線や極細線、薄板や極薄板は、高い導電率を有する上に、強度にもより優れる。
【００９９】
［試験例１］
添加元素としてＦｅを含む二元の銅合金線を種々の製造条件で作製して、線径ごとに特性を調べた。また、線径ごとに組織を調べた。
【０１００】
（試料の準備）
試料Ｎｏ．１〜Ｎｏ．６の銅合金線は、鋳造材に最終線径となるまで伸線加工を施して作製する。試料Ｎｏ．１〜Ｎｏ．６では、鋳造以降に熱処理を行わない。
【０１０１】
試料Ｎｏ．７〜Ｎｏ．２６のうち、Ｎｏ．７，Ｎｏ．１３，Ｎｏ．１４，Ｎｏ．２０，Ｎｏ．２１を除く銅合金線は、鋳造材に伸線加工（中間加工）を施した後、熱処理を施し、熱処理後に更に伸線加工（最終加工）を施すという順序で作製する。熱処理温度を除いて、試料Ｎｏ．７〜Ｎｏ．２６の製造条件は同じである。試料Ｎｏ．７，Ｎｏ．１３，Ｎｏ．１４，Ｎｏ．２０，Ｎｏ．２１の銅合金線は、鋳造材に伸線加工（中間加工）を施した後、熱処理を施した熱処理材であり、熱処理後に伸線加工を行わない。
【０１０２】
試料Ｎｏ．１〜Ｎｏ．２６はいずれも、鋳造材には連続鋳造材を用いる。連続鋳造材は、原料を用意して銅合金の溶湯を作製し、この溶湯を用いて作製する。原料には、電気銅（純度９９．９９％以上）と、Ｃｕ−５０質量％Ｆｅ合金、又は純鉄（純度３Ｎ）とを用いる。この試験では、Ｆｅを０．６質量％含有し、残部がＣｕ及び不純物からなる組成となるように、Ｃｕ−５０質量％Ｆｅ合金、又は純鉄の添加量を調整する。鋳造には、ボロンナイトライド製の鋳型及びアルミナ製の坩堝を用いる。鋳造材は、横断面形状が円形である丸棒（線径φ１２．５ｍｍ）である。
【０１０３】
試料Ｎｏ．１〜Ｎｏ．２６はいずれも、上述の鋳造材に伸線加工を施し、線径φ５．８ｍｍの伸線材（中間加工材）を作製する。
【０１０４】
試料Ｎｏ．１〜Ｎｏ．６では、中間加工材に熱処理を施すことなく更に伸線加工を施す。試料Ｎｏ．６は、上述の鋳造材から最終線径φ０．０５ｍｍまで伸線加工を施した伸線材である。
【０１０５】
試料Ｎｏ．７〜Ｎｏ．２６では、上述の中間加工材に熱処理を施し、熱処理材を作製する。熱処理温度は、４００℃、４５０℃、５００℃、５５０℃、６００℃から選択する。保持時間は８時間とする。表１に各試料の熱処理条件を示す。なお、鋳造工程の雰囲気及び熱処理工程の雰囲気は真空雰囲気又は還元雰囲気である。試料Ｎｏ．７，Ｎｏ．１３，Ｎｏ．１４，Ｎｏ．２０，Ｎｏ．２１の熱処理材を除いて、試料Ｎｏ．８〜Ｎｏ．２６では、得られた熱処理材に伸線加工を施す。試料Ｎｏ．１２，Ｎｏ．１９，Ｎｏ．２６は、熱処理材から最終線径φ０．０５ｍｍまで伸線加工を施した伸線材である。
【０１０６】
（特性の測定）
試料Ｎｏ．１〜Ｎｏ．２６において、最終線径φ０．０５ｍｍの伸線材と、熱処理以降の中間加工材とについて、導電率（％ＩＡＣＳ）、引張強さ（ＭＰａ）、０．２％耐力（ＭＰａ）、破断伸び（％）を調べた。各特性の測定結果を表１に示す。また、各試料の導電率（％ＩＡＣＳ）と引張強さ（ＭＰａ）との関係を図１に示す。なお、ここでの中間加工材とは、線径φ２．６ｍｍ、φ０．９ｍｍ、φ０．３２ｍｍ、φ０．１ｍｍの伸線材である。表１に示す加工度とは、加工前後の断面積の比を用いた自然対数（＋ｌｏｇｅ（Ａ０／Ａ））で表される値である。熱処理を施した試料については、Ａ０は熱処理直後の線材の断面積である。ここでの断面積Ａ０は、線径φ５．８ｍｍの線材の断面積である。熱処理を施していない試料Ｎｏ．１〜Ｎｏ．６については、断面積Ａ０は線径φ１２．５ｍｍの線材の断面積である。断面積Ａは、伸線加工が施された各線径の中間加工材の断面積である。例えば、熱処理を施していない試料Ｎｏ．１の加工度は、線径φ１２．５ｍｍの線材の断面積Ａ０と、線径φ５．８ｍｍの線材の断面積Ａとから算出される。又は、例えば、６００℃の熱処理を施した試料Ｎｏ．２５の加工度は、線径φ５．８ｍｍの線材の断面積Ａ０と、線径φ０．１ｍｍの線材の断面積Ａとから算出される。
【０１０７】
導電率（％ＩＡＣＳ）は、ブリッジ法によって測定した。
引張強さ（ＭＰａ）、０．２％耐力（ＭＰａ）、破断伸び（％）は、ＪＩＳ  Ｚ  ２２４１（金属材料引張試験方法、１９９８）に準拠して、汎用の引張試験機を用いて測定した。
【０１０８】
【表１】
2020019997.tif 000003
【０１０９】
図１のグラフにおいて、横軸は導電率（％ＩＡＣＳ）を示し、縦軸は引張強さ（ＭＰａ）を示す。図１のグラフの凡例において「熱処理無し」は試料Ｎｏ．１〜Ｎｏ．６に相当する。図１のグラフの凡例において「４００℃」等の温度は熱処理温度であり、試料Ｎｏ．７〜Ｎｏ．２６に相当する。
【０１１０】
表１、図１に示すように熱処理温度の有無や熱処理温度の相違によって、特性が異なる。
まず、引張強さに着目する。
いずれの試料も、伸線加工の加工度の増大に伴い、引張強さが向上することが分かる。熱処理温度が同じである試料同士を比較すれば、最終線径の伸線材の引張強さが最も高い。
【０１１１】
次に、導電率に着目する。
熱処理を施していない試料Ｎｏ．１〜Ｎｏ．６の導電率は、線径φ５．８ｍｍのときから最終線径に至るまで、２３％ＩＡＣＳ程度であり、低い。即ち、加工度の増大に伴い、導電率が実質的に変化しない。導電率の変化が非常に少ないことは、図１のグラフから裏付けられる。図１のグラフでは、黒塗り菱形の凡例がグラフの左寄りの領域に、上下方向に沿ってほぼ一直線に並ぶ。
【０１１２】
４００℃以上５００℃以下の熱処理を施した試料Ｎｏ．７〜Ｎｏ．１９では、試料Ｎｏ．１〜Ｎｏ．６に比較して、導電率が概ね高い。特に、熱処理直後の試料Ｎｏ．７，Ｎｏ．１３，Ｎｏ．１４の導電率は５５％ＩＡＣＳ以上であり、試料Ｎｏ．１の導電率の２倍以上である。５００℃の熱処理を施した試料Ｎｏ．１４の導電率は、６５％ＩＡＣＳ以上であり、最高値である。但し、加工度の増大に伴い、導電率が大きく低下する。最終線径のときに着目すれば、４００℃の熱処理を施した試料Ｎｏ．１２の導電率、５００℃の熱処理を施した試料Ｎｏ．１９の導電率はいずれも２５％ＩＡＣＳ程度である。つまり、最終線径のときの導電率は、熱処理直後（線径φ５．８ｍｍのとき）の導電率の半分未満である。また、試料Ｎｏ．１２，Ｎｏ．１９の導電率は、熱処理を施していない試料Ｎｏ．６の導電率との差が小さい。
【０１１３】
４００℃以上５００℃以下の熱処理を施した場合に、導電率の低下が大きいこと、最終線径での導電率が熱処理を施していない場合との差が小さいことは、図１のグラフから裏付けられる。図１のグラフでは、白抜き四角の凡例及び×印の凡例が右下から左上に向かってに斜めに並ぶ。いわば、左上がりの直線状に並ぶ。また、この左上がりの直線は、縦軸に対する傾斜角度が大きい。その結果、最終線径の試料を示す左上の白抜き四角の凡例及び×印の凡例は、上述の黒塗り菱形の凡例にほぼ重なっている。このことから、５００℃以下の熱処理を施しても、熱処理後の塑性加工の加工度がある程度大きい場合には、導電率の向上効果を得難いといえる。
【０１１４】
なお、５００℃以下の熱処理を施しても、熱処理後の塑性加工の加工度がある程度小さければ、熱処理を施していない場合よりも、高い導電率を有するといえる。ここでは加工度が６．０以下の試料Ｎｏ．１７（線径φ０．３２ｍｍ）、更に加工度が５．０以下の試料Ｎｏ．１６（線径φ０．９ｍｍ）等では、熱処理を施していない場合よりも高い導電率を有する。
【０１１５】
５００℃超の熱処理を施した試料Ｎｏ．２０〜Ｎｏ．２６では、熱処理を施していない試料Ｎｏ．１〜Ｎｏ．６に比較して、導電率が十分に高いといえる。特に、６００℃の熱処理を施した試料Ｎｏ．２１〜Ｎｏ．２６の導電率は、熱処理直後から最終線径に至るまで、４０％ＩＡＣＳ以上である。但し、６００℃の熱処理直後の導電率は、５００℃の熱処理直後の導電率よりも低い（試料Ｎｏ．２１，Ｎｏ．１４を比較参照）。また、６００℃の熱処理を施した試料であっても、加工度の増大に伴い導電率が低下する。しかし、導電率の低下度合いが５００℃以下の熱処理の場合に比較して非常に小さい。熱処理後、塑性加工に伴って導電率の低下が少ないことは、図１のグラフから裏付けられる。図１のグラフでは、丸印の凡例がグラフの右寄りの領域に、左上がりの直線状に並ぶ。但し、この左上がりの直線は、縦軸に対する傾斜角度が小さく、急峻である。その結果、最終線径の試料を示す上端の丸印の凡例は、上述の黒塗り菱形の凡例に対して十分に離れている。
【０１１６】
上述のように、５００℃以下の熱処理を施せば、熱処理を施さない場合よりも塑性加工後の導電率を高め易い。特に、５００℃で熱処理を施せば、熱処理直後の導電率を最高値にできる。但し、加工度の増大に伴い、導電率が大きく低下する。「塑性加工の加工度の増大に伴って導電率が低下する」という事象に着目して、従来は、熱処理直後の導電率が最も高くなり易い温度（４５０℃〜５００℃）で熱処理を施していた、と考えられる（後述の表６参照）。また、塑性加工の加工度をある程度小さくしていたと考えられる（特許文献１では総加工度が４．６以下）。
【０１１７】
一方、５００℃超の熱処理を施せば、４５０℃〜５００℃の熱処理を施す場合よりも、熱処理直後の導電率が低い。しかし、熱処理後、塑性加工の加工度を増大しても、導電率の低下が小さい。更に、塑性加工の加工度がある程度大きくても導電率が高い。ここでは総加工度を６．０超、更に７．０以上、８．０以上、９．０以上としても、塑性加工後の導電率が４０％ＩＡＣＳ以上である。つまり、熱処理温度を従来よりも高くすれば、熱処理直後の導電率は低いものの、熱処理後に塑性加工を施せば、塑性加工後の導電率は従来よりも高いという逆転の効果が得られる。このことは、図１のグラフにおいて、×印の凡例の列と、丸印の凡例の列とが交差することから裏付けられる。
【０１１８】
上述のように導電率の相違が生じた理由を検討した。その理由の一つとして、組織の相違を検討した。そこで、各試料の銅合金線について、ＦｅのＸＡＳ測定を行った。ＸＡＳのスペクトルの測定には、公知の放射光施設が有するＸＡＳ測定装置を利用できる。日本国の放射光施設は、例えば、大型放射光施設ＳＰｒｉｎｇ−８、佐賀県立九州シンクロトロン光研究センター、あいちシンクロトロン光センター等が挙げられる。その他の日本国内外の施設を適宜利用できる。ＸＡＳの測定が可能なビームラインは、例えばＳＰｒｉｎｇ−８のＢＬ１６Ｂ２、佐賀県立九州シンクロトロン光研究センターのＢＬ１１、ＢＬ１６、あいちシンクロトロン光センターのＢＬ１１Ｓ２等が挙げられる。上記ビームラインに備え付けのＸＡＳ測定装置を用いて、ＦｅのＫ吸収端近傍におけるＸＡＳのスペクトルを測定した。Ｘ線エネルギーの範囲は、ＦｅのＫ吸収端を観測可能な一般的な範囲であればよい。少なくとも７０００ｅＶから７４００ｅＶまでの範囲のＸ線エネルギーで測定を行うことが好ましい。測定したＸＡＦＳ（Ｘ線吸収微細構造）スペクトルについて、解析ソフトで解析を行う。
【０１１９】
ここで、Ｆｅは、常温（例、２０±１５℃）でｂｃｃを有する。そのため、熱処理によって母相に析出したＦｅは、ｂｃｃを有すると考えられる。そこで、銅合金には、Ｃｕに完全に固溶したＦｅ（以下、固溶Ｆｅと呼ぶことがある）と、析出したＦｅ（ｂｃｃ−Ｆｅ）との二相が存在すると仮定して、検討した。図２Ａは、固溶ＦｅのＸＡＳのスペクトルと、ｂｃｃ−ＦｅのＸＡＳのスペクトルとを示す。図２Ａのグラフ、及び後述する図２Ｂのグラフ，図２Ｃのグラフにおいて、横軸はＸ線エネルギー（ｅＶ）、縦軸はＸ線吸収（任意単位ａ．ｕ．）を示す。
【０１２０】
上述の固溶ＦｅのＸＡＳのスペクトルは、以下の試料について測定した。試料は、０．６質量％のＦｅを含む二元の銅合金を急冷凝固することで作製した。ｂｃｃ−ＦｅのＸＡＳのスペクトルは、市販の純鉄について測定した。図２Ａに示すように、固溶ＦｅのＸＡＳのスペクトルと、ｂｃｃ−ＦｅのＸＡＳのスペクトルとは異なる。銅合金中のＦｅは、固溶Ｆｅとｂｃｃ−Ｆｅとの二相のうち、少なくとも一相の状態で存在すると仮定する。この仮定では、銅合金中のＦｅのＸＡＳのスペクトルは、固溶ＦｅのＸＡＳのスペクトルとｂｃｃ−ＦｅのＸＡＳのスペクトルとが所定の比率で合成されたものと見做せる。
【０１２１】
Ｆｅを所定量含む二元の銅合金に熱処理を施してＦｅを析出させる。この銅合金について、ＦｅのＸＡＳのスペクトルを測定する。測定したスペクトルは、固溶ＦｅのＸＡＳのスペクトルをＰ％、ｂｃｃ−ＦｅのＸＡＳのスペクトルをＱ％という比率で合成されると仮定する。Ｐ，Ｑはそれぞれ、０≦Ｐ，Ｑ≦１００、及びＰ＋Ｑ＝１００を満たす正の数とする。測定したスペクトルに適合するようにＰ，Ｑを求めて、測定したスペクトルの再現を試みた。その結果、適切なＰ，Ｑが得られず、再現できないことがあった。
【０１２２】
そこで、析出したＦｅは、ｂｃｃ−Ｆｅに加えて、ｆｃｃを有するＦｅ（ｆｃｃ−Ｆｅ）が存在すると仮定して、更に検討した。図２Ａにｆｃｃ−ＦｅのＸＡＳのスペクトルを示す。図２Ａに示すように、固溶ＦｅのＸＡＳのスペクトルと、ｂｃｃ−ＦｅのＸＡＳのスペクトルと、ｆｃｃ−ＦｅのＸＡＳのスペクトルとはいずれも異なる。銅合金中のＦｅは、固溶Ｆｅと、ｂｃｃ−Ｆｅと、ｆｃｃ−Ｆｅの三相のうち、少なくとも一相の状態で存在すると仮定する。この仮定では、銅合金中のＦｅのＸＡＳのスペクトルは、固溶ＦｅのＸＡＳのスペクトルとｂｃｃ−ＦｅのＸＡＳのスペクトルとｆｃｃ−ＦｅのＸＡＳのスペクトルとが所定の比率で合成されたものと見做せる。
【０１２３】
上述のように銅合金について測定したＦｅのＸＡＳのスペクトルは、固溶ＦｅのＸＡＳのスペクトルをＸ％、ｂｃｃ−ＦｅのＸＡＳのスペクトルをＹ％、ｆｃｃ−ＦｅのＸＡＳのスペクトルをＺ％という比率で合成されると仮定する。Ｘ，Ｙ，Ｚはそれぞれ、０≦Ｘ，Ｙ，Ｚ≦１００、及びＸ＋Ｙ＋Ｚ＝１００を満たす正の数とする。測定したスペクトルに適合するようにＸ，Ｙ，Ｚを求めて、測定したスペクトルの再現を試みた。その結果、測定したスペクトルを再現できた。
【０１２４】
図２Ｂは、試料Ｎｏ．２５について、測定したＦｅのＸＡＳのスペクトル（測定データ、実線）と、再現したスペクトル（再現データ、点線）とを示す。試料Ｎｏ．２５は、６００℃の熱処理後、伸線加工を施した線径φ０．１ｍｍの銅合金線である。図２Ｃは、試料Ｎｏ．１８について、測定したＦｅのＸＡＳのスペクトル（測定データ、実線）と、再現したスペクトル（再現データ、点線）とを示す。試料Ｎｏ．１８は、５００℃の熱処理後、伸線加工を施した線径φ０．１ｍｍの試料である。図２Ｂ，図２Ｃに示すように、測定データと、再現データとが実質的に一致し、両データに実質的に差が無いことが分かる。このことから、銅合金中のＦｅは、母相に固溶するもの、母相に析出してｂｃｃを有するものと、母相に析出してｆｃｃを有するものとの三相が存在し得ると考えることには妥当性があるといえる。
【０１２５】
以上の検討から、各試料の銅合金線についてＦｅのＸＡＳのスペクトルを求めた。また、測定したスペクトルに適合するように、上述の三相の比率（Ｘ％，Ｙ％，Ｚ％）を求めて、測定したスペクトルを再現した。Ｘ，Ｙ，Ｚの算出には、公知の表計算ソフトウェア（例、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ社「エクセル」）や解析ソフトウェア（例、ＷａｖｅＭｅｔｒｉｃｓ社「Ｉｇｏｒ  Ｐｒｏ」）を用いると容易に行える。ＸＡＳ測定データの解析に用いるソフトウェア（例、フリーソフトウェア「Ａｔｈｅｎａ」）を用いてもよい。再現したスペクトル（再現データ）は、測定したスペクトル（測定データ）との差が実質的に無いものとする。ここでの「スペクトルに差が実質的に無い」とは、以下を満たすこととする。再現データと測定データとにおいて、Ｘ線エネルギーの値ごとにＸ線吸収の差をとる。Ｘ線吸収の差の最大値が０．０５以下である。
【０１２６】
再現したスペクトルにおける上述の三相の比率を用いて、Ｆｅの固溶割合（％）を求めた。ここでは、固溶ＦｅのＸＡＳのスペクトルの比率をＦｅの固溶割合（％）とする。例えば、試料Ｎｏ．２１では、固溶ＦｅのＸＡＳのスペクトルの比率は３３．９％である。そのため、試料Ｎｏ．２１のＦｅの固溶割合は、３３．９％である。
【０１２７】
また、再現したスペクトルにおける上述の三相の比率を用いて、ｂｃｃ−Ｆｅの質量割合（％）を求めた。具体的には、ｂｃｃ−ＦｅのＸＡＳのスペクトルの比率と、ｆｃｃ−ＦｅのＸＡＳのスペクトルの比率との和（析出Ｆｅ）を求める。この和に対する「ｂｃｃ−ＦｅのＸＡＳのスペクトルの比率」の割合を求める。この割合（ｂｃｃ−Ｆｅ／析出Ｆｅ）をｂｃｃ−Ｆｅの質量割合とする。例えば、試料Ｎｏ．２１では、ｂｃｃ−ＦｅのＸＡＳのスペクトルの比率は３６．８％である。ｆｃｃ−ＦｅのＸＡＳのスペクトルの比率は２９．３％である。両比率の和は、３６．８％＋２９．３％＝６６．１％である。従って、ｂｃｃ−Ｆｅの質量割合は、（３６．８％／６１．１％）×１００≒５５．７％である。
【０１２８】
Ｆｅの固溶割合（％）と、ｂｃｃ−Ｆｅの質量割合（％）とを表２〜表５、図３Ａ〜図３Ｄに示す。表２及び図３Ａは、熱処理を施していない試料Ｎｏ．１〜Ｎｏ．６の結果を示す。表３及び図３Ｂは、４００℃の熱処理を施した試料Ｎｏ．７〜Ｎｏ．１２の結果を示す。表４及び図３Ｃは、５００℃の熱処理を施した試料Ｎｏ．１４〜Ｎｏ．１９の結果を示す。表５及び図３Ｄは、６００℃の熱処理を施した試料Ｎｏ．２１〜Ｎｏ．２６の結果を示す。図３Ａ〜図３Ｄのグラフでは、横軸は線径（ｍｍ）、縦軸は上述の三相の比率（％）を示す。表６及び図３Ｅは、熱処理直後の試料Ｎｏ．１，Ｎｏ．７，Ｎｏ．１３，Ｎｏ．１４，Ｎｏ．２０，Ｎｏ．２１（線径φ５．８ｍｍ）を抜粋したものである。表６及び図３ＥにおいてＲＴとは室温を意味する。ここでは、熱処理を施していないことを意味する。図３Ｅのグラフでは、横軸は熱処理温度（℃）、縦軸は上述の三相の比率（％）を示す。表２〜表６には、ｂｃｃ−ＦｅのＸＡＳのスペクトルの比率（％）、ｆｃｃ−ＦｅのＸＡＳのスペクトルの比率（％）も合わせて示す。
【０１２９】
【表２】
2020019997.tif 000004
【０１３０】
【表３】
2020019997.tif 000005
【０１３１】
【表４】
2020019997.tif 000006
【０１３２】
【表５】
2020019997.tif 000007
【０１３３】
【表６】
2020019997.tif 000008
【０１３４】
表２及び図３Ａに示すように、熱処理を施さない場合、銅合金中のＦｅは実質的に全て母相に固溶して存在する。塑性加工を施してもＦｅは固溶したままである。このようにＦｅが固溶していることで、導電率が低いと考えられる。
【０１３５】
表３〜表５及び図３Ｂ〜図３Ｄに示すように、熱処理を施すと、銅合金中のＦｅが析出することが分かる。熱処理直後は、析出するＦｅの割合が最も高い。即ちｂｃｃ−Ｆｅの比率とｆｃｃ−Ｆｅの比率との合計値が最も高い。
【０１３６】
しかし、表６及び図３Ｅに示すように、熱処理温度によって、析出するＦｅの割合が異なる。また、ｂｃｃ−Ｆｅの比率が異なる。熱処理温度が高いほど、析出するＦｅの割合が高い。また、ｂｃｃ−Ｆｅの比率がｆｃｃ−Ｆｅの比率よりも高い。
【０１３７】
詳しくは、熱処理温度が５００℃以下である場合、熱処理直後のｆｃｃ−Ｆｅの比率は、ｂｃｃ−Ｆｅの比率よりも高い（図３Ｂ，図３Ｃ）。熱処理後に伸線加工を施すと、ｆｃｃ−Ｆｅの比率が急激に減り、固溶するＦｅの割合が増えることが分かる。更に加工度の増大に伴って、銅合金中のＦｅは実質的に全て母相に固溶することが分かる。このように最終線径又はその近くではＦｅが母相に固溶しているため、導電率が低いと考えられる（表３の試料Ｎｏ．１１、表４の試料Ｎｏ．１９等）。
【０１３８】
一方、熱処理温度が５００℃超である場合、熱処理直後のｂｃｃ−Ｆｅの比率がｆｃｃ−Ｆｅの比率よりも高い（図３Ｄ）。即ち、熱処理温度が５００℃以下の場合と逆である。熱処理後に伸線加工を施すと、ｆｃｃ−Ｆｅの比率が減り、固溶するＦｅの割合が増える。但し、伸線加工がある程度施されると、固溶するＦｅの割合は実質的に変化しない。いわば、Ｆｅの固溶量が収束する。ここでは、加工度が１．６のときにＦｅの固溶割合が５０％程度となり、以降の加工では、Ｆｅの固溶割合が実質的に変化せず、７０％以下である。また、伸線加工がある程度施されると、ｂｃｃ−Ｆｅの比率の変化も少ない。ここでは、加工度が１．６のときにｂｃｃ−Ｆｅの比率が５０％弱であり、以降の加工でも４３％〜５１％程度である。更に、伸線加工がある程度施された状態では、析出するＦｅは実質的に全てｂｃｃ−Ｆｅである。即ち、ｂｃｃ−Ｆｅの質量割合が１００％であり、５０％以上である。このようにＦｅの固溶の増加が実質的に抑えられると共に、Ｆｅの析出状態が維持され易いため、加工度が増大しても、高い導電率を有し易いと考えられる。
【０１３９】
以上の説明から、Ｆｅの含有量が１０質量％未満と比較的少なくても、塑性加工後において高い強度を有しつつ、高い導電率をも有する銅合金とは、Ｆｅの固溶割合が比較的少なく、ｂｃｃ−Ｆｅの質量割合が比較的高いものといえる。定量的には、Ｆｅの固溶割合が７０％以下であり、かつ、ｂｃｃ−Ｆｅの質量割合が５０％以上であれば、高い強度を有しつつ、高い導電率をも有するといえる。例えば、表１に示す試料Ｎｏ．２３〜Ｎｏ．２６の銅合金線はいずれも、引張強さが４９０ＭＰａ以上、更に５００ＭＰａ以上である。この引張強さは、後述する６０×ｘ＋４５０以上を満たす（ｘはＦｅの含有量）。最終線径φが０．１ｍｍ以下という極細線の試料Ｎｏ．２５，Ｎｏ．２６では、引張強さが６００ＭＰａ以上、更に６２０ＭＰａ以上である。かつ、試料Ｎｏ．２３〜Ｎｏ．２６の銅合金線はいずれも、導電率が４０％ＩＡＣＳ以上である。極細線の試料Ｎｏ．２５，Ｎｏ．２６であっても、導電率が４２％ＩＡＣＳ以上である。
【０１４０】
また、この試験から、Ｆｅの含有量が１０質量％未満と比較的少なくても比較的高温の熱処理を施した後、伸線加工等の塑性加工を施すことで、塑性加工後に高強度かつ高導電率の銅合金が製造できることが示された。特に、熱処理直後において、Ｆｅの固溶割合が７０％以下であり、かつ、ｂｃｃ−Ｆｅの質量割合が５０％以上であれば、塑性加工を施しても、塑性加工後に高い導電率を有することが示された。また、熱処理直後においてｆｃｃ−Ｆｅが多い場合、ｂｃｃ−Ｆｅが多い場合に比較して導電率が高い。このことから、ｆｃｃ−Ｆｅ自体は、ｂｃｃ−Ｆｅよりも導電率を低下させ難いといえる。しかし、ｆｃｃ−Ｆｅは、塑性加工に伴って母相に再固溶し易く、塑性加工後に導電率の低下を招く一因になり得ることが示された。ｂｃｃ−Ｆｅは、塑性加工が施されても析出状態を維持し易く、塑性加工後に導電率の低下を招き難いことが示された。従って、熱処理時には、ｂｃｃ−Ｆｅをより多く析出させることが好ましい。このような特定の組織を有するように、熱処理温度を調整すればよい。
【０１４１】
その他、試料Ｎｏ．２３〜Ｎｏ．２６の銅合金線はいずれも、０．２％耐力が引張強さの９０％以上である。特に、極細線の試料Ｎｏ．２５，Ｎｏ．２６では、０．２％耐力がより高く、６００ＭＰａ以上である。また、試料Ｎｏ．２３〜Ｎｏ．２６の銅合金線はいずれも、破断伸びが０．５％以上である。特に、極細線の試料Ｎｏ．２５，Ｎｏ．２６の破断伸びは１．２％以上である。従って、試料Ｎｏ．２５，Ｎｏ．２６の銅合金線は高導電率であり、かつ高強度で高靭性であるといえる。
【０１４２】
［試験例２］
添加元素としてＦｅを３質量％含む二元の銅合金線と、Ｆｅを９質量％含む二元の銅合金線とを種々の製造条件で作製して、線径ごとに特性を調べた。また、線径ごとに組織を調べた。
【０１４３】
この試験では、試験例１に対して、Ｆｅの含有量を変更した点、熱処理を施す線径を変更した点を除いて試験例１と同様にして、銅合金線を製造する。熱処理温度は５００℃又は６００℃である。保持時間は８時間である。
【０１４４】
試料Ｎｏ．３１〜Ｎｏ．４０は、Ｆｅを３質量％含む銅合金線である。試料Ｎｏ．３１〜Ｎｏ．４０の銅合金線は、以下のように作製する。鋳造材に伸線加工（中間加工）を施して、線径２．６ｍｍの伸線材（中間加工材）を作製する。得られた線径φ２．６ｍｍの中間加工材に熱処理を施す。熱処理後、最終線径φ０．０５ｍｍまで伸線加工を施す。
【０１４５】
試料Ｎｏ．５１〜Ｎｏ．５８は、Ｆｅを９質量％含む銅合金線である。試料Ｎｏ．５１〜Ｎｏ．５８の銅合金線は、以下のように作製する。鋳造材に伸線加工（中間加工）を施して、線径１．８ｍｍの伸線材（中間加工材）を作製する。得られた線径φ１．８ｍｍの中間加工材に熱処理を施す。熱処理後、最終線径φ０．０５ｍｍまで伸線加工を施す。
【０１４６】
各試料Ｎｏ．３１〜Ｎｏ．４０，Ｎｏ．５１〜Ｎｏ．５８において、最終線径の伸線材と、熱処理以降の中間加工材とについて、試験例１と同様にして、導電率（％ＩＡＣＳ）、引張強さ（ＭＰａ）を調べた。各特性の測定結果を表７，表８に示す。また、各試料の導電率（％ＩＡＣＳ）と引張強さ（ＭＰａ）との関係を図４Ａ，図４Ｂに示す。また、各試料Ｎｏ．３１〜Ｎｏ．４０，Ｎｏ．５１〜Ｎｏ．５８において、ＦｅのＸＡＳ測定を行って、試験例１と同様にして、Ｆｅの固溶割合（％）と、ｂｃｃ−Ｆｅの質量割合（％）とを調べた。この結果も表７，表８に示す。
【０１４７】
表７及び図４Ａは、Ｆｅを３質量％含む試料Ｎｏ．３１〜Ｎｏ．４０の結果を示す。表８及び図４Ｂは、Ｆｅを９質量％含む試料Ｎｏ．５１〜Ｎｏ．５８の結果を示す。表８には、試料Ｎｏ．５１〜Ｎｏ．５８の０．２％耐力も示す。
【０１４８】
【表７】
2020019997.tif 000009
【０１４９】
【表８】
2020019997.tif 000010
【０１５０】
表７及び図４Ａ、表８及び図４Ｂに示すように、各試料は、試験例１と比較して、熱処理後の加工度がある程度小さくても、強度が高いことが分かる。この理由の一つとして、この試験のＦｅの含有量（３質量％〜９質量％）は、試験例１のＦｅの含有量（０．６質量％）よりも多いことが挙げられる。また、６００℃の熱処理を施した試料Ｎｏ．３６〜Ｎｏ．４０，Ｎｏ．５５〜Ｎｏ．５８は、Ｆｅの含有量が多くても電気伝導性に優れることが分かる。
【０１５１】
定量的には、例えば、表７に示す試料Ｎｏ．３９，Ｎｏ．４０の銅合金線はいずれも、引張強さが６３０ＭＰａ以上、更に６５０ＭＰａ以上である。この引張強さは、後述する６０×ｘ＋４５０以上を満たす（ｘはＦｅの含有量）。また、これらの試料の引張強さは、試験例１の試料Ｎｏ．２５，Ｎｏ．２６の引張強さに比較して高い。かつ、試料Ｎｏ．３６〜Ｎｏ．４０の銅合金線はいずれも、導電率が４０％ＩＡＣＳ以上、更に５０％ＩＡＣＳ以上である。極細線の試料Ｎｏ．３９，Ｎｏ．４０であっても、導電率が５５％ＩＡＣＳ以上である。
【０１５２】
例えば、表８に示す試料Ｎｏ．５８は、引張強さが９９０ＭＰａ以上、更に１０５０ＭＰａ以上である。この引張強さは、後述する６０×ｘ＋４５０以上を満たす（ｘはＦｅの含有量）。また、この試料の引張強さは、試験例１の試料Ｎｏ．２６の引張強さに比較して高い。かつ、試料Ｎｏ．５５〜Ｎｏ．５８の銅合金線はいずれも、導電率が４０％ＩＡＣＳ以上、更に４２％ＩＡＣＳ以上である。極細線の試料Ｎｏ．５８であっても、導電率が４５％ＩＡＣＳ以上である。
【０１５３】
上述の引張強さ及び導電率から、Ｆｅの含有量が３質量％以上である場合でも、Ｆｅの含有量が１質量％以下の場合（試験例１では０．６質量％）と同様の結果が得られることが分かる。即ち、Ｆｅの固溶割合が７０％以下であり、かつ、ｂｃｃ−Ｆｅの質量割合が５０％以上であれば、高い強度を有しつつ、高い導電率をも有する。特に、この試験では、Ｆｅの含有量が３質量％以上５質量％未満である場合、塑性加工が施された状態においてＦｅの固溶割合が２０％以下であると、高い強度を有しつつ、高い導電率をも有するといえる。Ｆｅの含有量が５質量％以上である場合、塑性加工が施された状態においてＦｅの固溶割合が１０％未満であると、高い強度を有しつつ、高い導電率をも有するといえる。Ｆｅの含有量が３質量％以上である場合、Ｆｅの固溶割合の増大に従って、Ｆｅの固溶量（Ｆｅの含有量とＦｅの固溶割合との積）が増大する。その結果、母相に固溶するＦｅの絶対量が多くなるため、導電率の低下を招き易い。この試験から、熱処理温度を５００℃超とすることで、Ｆｅの固溶割合を低減でき、導電率の低下を低減し易いといえる。
【０１５４】
また、この試験から、Ｆｅの含有量が１０質量％未満と比較的少なくても比較的高温の熱処理を施した後、伸線加工等の塑性加工を施すことで、塑性加工後に高強度かつ高導電率の銅合金が製造できることが示された。特に、強度により優れる銅合金が製造できることが示された。特に、この試験では、Ｆｅの含有量が３質量％以上５質量％未満である場合、熱処理直後において、Ｆｅの固溶割合が７０％以下、好ましくは１５％以下であり、かつ、ｂｃｃ−Ｆｅの質量割合が５０％以上、好ましくは９５％超であると、塑性加工を施しても、高い導電率を有することが示された。Ｆｅの含有量が５質量％以上である場合、熱処理直後において、Ｆｅの固溶割合が７０％以下、好ましくは１０％未満であり、かつ、ｂｃｃ−Ｆｅの質量割合が５０％以上、好ましくは９８％超であると、塑性加工を施しても、高い導電率を有することが示された。
【０１５５】
更に、図４Ａ，図４Ｂに示すように、６００℃の熱処理直後の導電率は、５００℃の熱処理直後の導電率よりも低い。しかし、６００℃の熱処理を行うと、加工度の増大に伴う導電率の低下度合いが５００℃の熱処理の場合に比較して非常に小さい。このことは、図４Ａ，図４Ｂのグラフから裏付けられる。図４Ａ，図４Ｂのグラフでは、×印の凡例が右下から左上に向かって、左上がりの直線状に並ぶ。これに対し、丸印の凡例は、グラフの右寄りの領域に上下方向に沿って直線状に並ぶ。また、最終線径の試料を示す上端の丸印の凡例は、×印の凡例に対して十分に離れている。最終線径では、６００℃の熱処理を施した試料Ｎｏ．４０，Ｎｏ．５８の導電率は、５００℃の熱処理を施した試料Ｎｏ．３５，Ｎｏ．５４の導電率よりも高い。
【０１５６】
［試験例３］
試験例１，２で作製した最終線径の銅合金線について、引張強さを調べた。表９は、表１、表７、表８に示す試料の一部を抜粋したものである。詳しくは、５００℃又は６００℃の熱処理を施した試料について、最終線径φ０．０５ｍｍのときの引張強さを抜粋している。また、Ｆｅの含有量（質量％）と引張強さ（ＭＰａ）との関係を図５に示す。図５のグラフにおいて、横軸はＦｅの含有量（質量％）を示し、縦軸は引張強さ（ＭＰａ）を示す。
【０１５７】
【表９】
2020019997.tif 000011
【０１５８】
表９に示すように最終線径φ０．０５ｍｍの銅合金線は、引張強さが高い。また、Ｆｅの含有量が多いほど、引張強さが高い傾向にある。この相関関係を表す式として、例えば、ｘをＦｅの含有量（質量％）とし、引張強さをｙとすると、ｙ＝６０×ｘ＋４５０という関係式が挙げられる。この関係式は以下のように求めた。６００℃の熱処理を施した試料について、近似線を求める。図５に示すように、引張強さはＦｅの含有量に概ね比例するといえる。そのため、近似線は１次式が妥当である。近似線の算出は上述の「エクセル」等の表計算ソフトウェアを用いると容易に行える。６００℃の熱処理を施した試料における近似線は、ｙ＝６０×ｘ＋５９３である。ここではｘ＝３のとき、引張強さｙ＝６８６である。このときのｙ切片は６８６−６０×３＝５０６である。従って、この試験では、６００℃の熱処理を施した試料の引張強さｙは、ｙ＝６０×ｘ＋５０６以上を満たすといえる。一方、純銅硬材の引張強さの代表値は、４５０である。銅合金の引張強さは、純銅硬材の引張強さ以上が望まれる。そこで、ｙ切片を４５０とする。以上から、引張強さｙは、ｙ＝６０×ｘ＋４５０と表される。
【０１５９】
６００℃の熱処理を施した試料はいずれも、最終線径φ０．０５ｍｍのときの引張強さが６０×ｘ＋４５０以上である。従って、Ｆｅの含有量が１０質量％未満の二元の銅合金であって、Ｆｅの固溶割合が７０％以下であり、かつｂｃｃ−Ｆｅの質量割合が５０％以上であり、更に引張強さが６０×ｘ＋４５０以上を満たすものは、機械的特性に優れる上に、電気伝導性にも優れるといえる。
【０１６０】
なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
例えば、試験例１〜３において、Ｆｅの含有量、最終線径、熱処理を施す時期、加工度、熱処理温度・保持時間等を変更できる。又は、銅合金線に代えて、銅合金板とすることもできる。
【符号の説明】
【０１６１】
１  被覆電線
２  導体
２０  銅合金撚線、２２  銅合金線
３  絶縁層
４  端子
４０  ワイヤバレル部、４２  連結部、４４  インシュレーションバレル部
１０  端子付き電線
【図１】
2020019997.tif 000012
【図２Ａ】
2020019997.tif 000013
【図２Ｂ】
2020019997.tif 000014
【図２Ｃ】
2020019997.tif 000015
【図３Ａ】
2020019997.tif 000016
【図３Ｂ】
2020019997.tif 000017
【図３Ｃ】
2020019997.tif 000018
【図３Ｄ】
2020019997.tif 000019
【図３Ｅ】
2020019997.tif 000020
【図４Ａ】
2020019997.tif 000021
【図４Ｂ】
2020019997.tif 000022
【図５】
2020019997.tif 000023
【図６】
2020019997.tif 000024
【図７】
2020019997.tif 000025