(57)【要約】【課題】Ａｌ−Ｍｇ合金線を芯材とした場合にもＣｕ被覆とＡｌ−Ｍｇ合金線をより強固に密着させてボイド（Ａｌ−Ｍｇ合金線とＣｕ被覆の間の微小な空隙）の発生を防止し、その後の伸線加工においてＣｕ被覆とＡｌ−Ｍｇ合金線が剥離したり、Ａｌ−Ｍｇ合金線部分がＣｕ被覆から露出することがないＣｕ被覆Ａｌ複合線の製造方法を提供することにある。【解決手段】Ｍｇを０．０５〜２．０質量％含有し、かつその表面粗さが０．１〜５．０μｍのＡｌ−Ｍｇ合金線上に、前記Ａｌ−Ｍｇ合金線と接する面の表面粗さを０．１〜５．０μｍとしたＣｕテープを縦添えしながら前記Ｃｕテープの突合せ部を連続的に溶接し、縮径加工を施した後、ついで、目的とする線径まで伸線加工を行うＣｕ被覆Ａｌ複合線の製造方法とすることによって、解決される。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
マグネシウムを０．０５〜２．０質量％含有し、かつその表面粗さが０．１〜５．０μｍのアルミニウム合金線上に、前記アルミニウム合金線と接する面の表面粗さを０．１〜５．０μｍとした銅テープを縦添えしながら前記銅テープの突合せ部を連続的に溶接し、縮径加工を施した後、ついで、目的とする線径まで伸線加工を行うことを特徴とする銅被覆アルミニウム複合線の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マグネシウムを含有するアルミニウム合金線（以下、Ａｌ―Ｍｇ合金線）からなる芯材に銅被覆（以下、Ｃｕ被覆）が設けられた銅被覆アルミニウム複合線（以下、Ｃｕ被覆Ａｌ複合線）の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｃｕ被覆Ａｌ複合線は、Ａｌ線にＣｕ被覆が施されたものであるため、軽くて成形性に優れ、またはんだ付性が良い。さらに、高周波領域においては、表皮効果により電流が銅被覆層を流れるので実効抵抗は銅導体と同じになるために、高周波同軸ケーブル用の導体としても使用されている。その他にも、ハードデスクドライブのピックアップコイルやヘッドホン用の巻線等に使用される。このＣｕ被覆Ａｌ複合線は、通常ワイヤブラッシングなどによって表面を清浄にした銅テープ（以下、Ｃｕテープ）を所定の幅にスリットし、同様に表面を清浄したＡｌ線を包み込むように丸く成形し、その突合せ部分を連続的にＴＩＧ溶接等によって接合した後、ロール加工等によって縮径してＣｕテープをＡｌ線上に密着させ、ついで伸線機等により伸線加工を施すことによって目的とする径に縮径することによって製造されている。このようにして製造されたＣｕ被覆Ａｌ複合線において、Ｃｕ被覆とＡｌ線とが確実に接合されていないとＣｕ被覆の剥離の問題やＡｌ線がＣｕ被覆から露出する等の問題がある。このような状態が生じるのは、伸線加工段階でＣｕ被覆に過大な応力が掛かるためである。そして、アルミニウム（以下、Ａｌ）が露出すると異種金属接触腐食によりＡｌが急速に腐食して断線する等の問題が生じるため、Ｃｕ被覆とＡｌ線を強固に接合する必要がある。
このような問題点を解決しようとする提案が特許文献１に見られる。すなわち、造管方式により得られる複合線を所定径まで伸線加工する際に銅層とＡｌ線との密着性を大幅に高めて、接合を促進できるようにするため、素材として使用するＡｌ線の表面粗さ（Ｒａ）が５〜５０μｍであり、かつＣｕテープのＡｌ線に接する面の表面粗さ（Ｒａ）が１０μｍ以下の素材を用いることによって、密着性を向上させることができるとしている。確かに、このようなＣｕ被覆Ａｌ複合線は従来のものに比較すると性能が向上しているが、Ａｌ合金線を使用するＣｕ被覆Ａｌ複合線についても前述の性能を有するものが望まれている。しかしながら、特許文献１にはＡｌ合金線を用いた場合についての開示は見られない。なお、Ａｌ合金線を心材とするＣｕ被覆Ａｌ複合線に関しては、特許文献２を代表的なものとして挙げることができるが、この特許文献２においてはマグネシウム（以下、Ｍｇ）等を含有するＡｌ合金線を開示しているが、Ｍｇ含有量の範囲や前記Ａｌ合金線並びにＣｕテープの表面粗さに関しては何ら記載されていない。
【特許文献１】特開２００７−１５２３９８号公報
【特許文献２】特開２００４−３９４７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
よって、本発明が解決しようとする課題は、Ｃｕ被覆Ａｌ複合線においてＡｌ―Ｍｇ合金線を芯材とした場合にも、Ｃｕ被覆とＡｌ―Ｍｇ合金線をより強固に密着させてボイド（Ａｌ―Ｍｇ合金線とＣｕ被覆の間の微小な空隙）の発生を防止し、その後の伸線加工においてＣｕ被覆とＡｌ―Ｍｇ合金線が剥離したり、Ａｌ―Ｍｇ合金線部分がＣｕ被覆から露出することがないＣｕ被覆Ａｌ複合線の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
前記解決しようとする課題は、請求項１に記載するように、Ｍｇを０．０５〜２．０質量％含有し、かつその表面粗さが０．１〜５．０μｍのＡｌ−Ｍｇ合金線上に、前記Ａｌ−Ｍｇ合金線と接する面の表面粗さを０．１〜５．０μｍとしたＣｕテープを縦添えしながら前記Ｃｕテープの突合せ部を連続的に溶接し、縮径加工を施した後、ついで、目的とする線径まで伸線加工を行うＣｕ被覆Ａｌ複合線の製造方法とすることによって、解決される。
【発明の効果】
【０００５】
以上の本発明のように、Ｍｇを０．０５〜２．０質量％含有しかつその表面粗さが０．１〜５．０μｍのＡｌ―Ｍｇ合金線上に、前記Ａｌ−Ｍｇ合金線と接する面の表面粗さを０．１〜５．０μｍとしたＣｕテープを用いたことにより、目的とする線径まで伸線加工を行っても、特定量のＭｇを添加したＡｌ―Ｍｇ合金線を使用したことにより、有害な酸化皮膜をＭｇが還元するため常に清浄なＡｌ―Ｍｇ合金線が供給されるので、Ａｌ―Ｍｇ合金線とＣｕテープの接合をボイド等の発生がない強固な接合とすることがでる。
さらに、Ａｌ―Ｍｇ合金線の表面並びにＣｕテープの表面を特定の表面粗さにしてあるので、その凸部の潰れによってＡｌ―Ｍｇ合金線の表面が常に清浄なものとなり、ボイド等の発生がない強固な接合とすることがでる。このようにして得られたＣｕ被覆Ａｌ合金線は、その後に伸線加工を行ってより過度の応力が掛かっても、Ｃｕ被覆からＡｌ―Ｍｇ合金線部分が露出したりＣｕ被覆が剥離したりすることがなく、異種金属接触腐食によりＡｌが急速に腐食して断線する等の問題が生じない。例えば、前記伸線加工として減面率が３０％のような過度の応力が掛かる伸線加工を行っても、Ｃｕ被覆からＡｌ―Ｍｇ合金線部分が露出することがなくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下に本発明を詳細に説明する。本発明は、Ｍｇを０．０５〜２．０質量％含有し、かつその表面粗さが０．１〜５．０μｍのＡｌ−Ｍｇ合金線上に、前記Ａｌ−Ｍｇ合金線と接する面の表面粗さを０．１〜５．０μｍとしたＣｕテープを縦添えしながら前記Ｃｕテープの突合せ部を連続的に溶接し、縮径加工を施した後、ついで、目的とする線径まで伸線加工を行うＣｕ被覆Ａｌ複合線の製造方法である。このようなＣｕ被覆Ａｌ複合線の製造方法とするのは、表面を清浄にしたＣｕテープを所定の幅にスリットし、同様に表面を清浄したＡｌ―Ｍｇ合金線を包み込むように丸く成形し、その突合せ部分を連続的にＴＩＧ溶接等によって接合した後、ロール加工等によって縮径してＣｕテープをＡｌ―Ｍｇ合金線上に密着させる場合に、Ａｌ―Ｍｇ合金線の表面粗さ並びにＣｕテープのＡｌ―Ｍｇ合金線と接する面の表面粗さを特定することによって、Ａｌ―Ｍｇ合金線表面の酸化物皮膜が破壊し易い状態とすることができ、常にＡｌ―Ｍｇ合金線表面に酸化物皮膜が存在しない清浄な面が創出するためである。このことによって、縮径加工におけるボイドの発生を防止しＡｌ―Ｍｇ合金線とＣｕ被覆がより強固に接合できることを見いだしたものである。すなわち、Ａｌ―Ｍｇ合金線の表面並びにＣｕテープ表面をブラッシング等によって表面粗さが０．１〜５．０μｍとなるように清浄化する。このような表面粗さは、種々の実験結果によって決定されたものであるが、Ａｌ―Ｍｇ合金線の表面粗さ並びにＣｕテープの表面粗さを０．１μｍ以上とするのは、凸部が伸線加工の際に潰れて清浄なＡｌ―Ｍｇ合金面が創出するために好ましい高さであり、また、５．０μｍ以下としたのは、あまり凸部が高過ぎると凹部がボイド発生の原因となるためである。以上のような範囲の表面粗さにしておくことで、特に過度の応力が掛かるような伸線加工を行った場合にもＣｕ被覆からＡｌ―Ｍｇ線部分が露出することが見られなくなる。
さらに、Ａｌ―Ｍｇ合金線について検討した結果、前述の表面粗さと特定量のＭｇを含有するＡｌ−Ｍｇ合金線とするのが良いことを確認した。すなわち、Ｍｇ含有量を０．０５〜２．０質量％含有するＡｌ−Ｍｇ合金線を使用するのが好ましいことを確認した。このようなＭｇ含有量とすることによって、Ｃｕ被覆との強固な接合に有害となる酸化皮膜をＭｇが還元するために好ましい範囲となる。なお、Ｍｇ含有量が２．０質量％を超えるようなＡｌ合金線は、返って接合時の結合が弱くなるので好ましくなくなる。
このように本発明では、Ｃｕ被覆Ａｌ複合線の心材として、Ｍｇを０．０５〜２．０質量％含有するＡｌ−Ｍｇ合金線を用いること、また、その表面粗さが０．１〜５．０μｍであり、さらには、前記Ａｌ−Ｍｇ合金線と同様の表面粗さのＣｕテープを使用することによって、Ａｌ−Ｍｇ合金線とＣｕテープの接合をボイド等の発生がない強固な接合とすることができる。このようにして得られたＣｕ被覆Ａｌ合金線は、その後に伸線加工を行ってより過度の応力が掛かっても、Ｃｕ被覆からＡｌ−Ｍｇ合金線部分が露出したりＣｕ被覆が剥離したりすることがなく、異種金属接触腐食によりＡｌが急速に腐食して断線する等の問題が生じることがなくなる。
【０００７】
そして、前記Ａｌ−Ｍｇ合金線上に前記Ｃｕテープを、縦添えしながらその突合せ部分をＴＩＧ溶接によって接続し、続いてロール加工等の縮径加工によりＡｌ−Ｍｇ合金線上にＣｕテープを被覆することによって、伸線加工用のＣｕ被覆Ａｌ複合線とされる。このようにして得られたＣｕ被覆Ａｌ複合線は、目的とする線径（通常１ｍｍ〜５０μｍの極細線）に伸線機等により伸線加工を行うことによって、目的とするＣｕ被覆Ａｌ複合線とすることができる。本発明のように十分な金属接合がされた場合には、伸線機等による伸線加工においてＣｕ被覆に過度の応力が加わることを少なくできるので、伸線加工を行ってもＡｌ−Ｍｇ合金線部分が露出するようなことがないＣｕ被覆Ａｌ複合線を得ることができる。このようにして得られたＣｕ被覆Ａｌ複合線は、種々の用途に使用できる。例えば、高周波同軸ケーブル用の導体、ハードデスクドライブのピックアップコイルやヘッドホン用の巻線等に有用である。
【実施例】
【０００８】
表１に記載した実験例によって、本発明の効果を示す。
Ｍｇ含有量（０．０３〜２．２質量％）をそれぞれ変えたＡｌ−Ｍｇ合金線並びにＣｕテープ（厚さ０．４ｍｍ）を用意し、ブラッシングによりその表面を表１に示した表面粗さに表面処理を行った。ついで、前記Ａｌ−Ｍｇ合金線上に前記Ｃｕテープの表面処理した側を被せた後、ロール加工による縮径処理を行ってＣｕの占積率が５％、線径がΦ１０．０ｍｍのＣｕ被覆Ａｌ複合線を得た。つぎに、このＣｕ被覆Ａｌ複合線の５００ｍを伸線機によって伸線加工し、線径Φ１．０ｍｍのＣｕ被覆Ａｌ複合線となるようにして試料を作製した。この試料について、過流探傷試験を行いＡｌ下地の露出個数を観測して評価した。結果を表１に記載した。
【０００９】
【表１】
2010036237.tif 000002
【００１０】
表１の実験例１〜１２から明らかなように、Ｃｕ被覆Ａｌ複合線を作製するに当たり、Ｍｇを０．０５〜２．０質量％含有し、かつその表面粗さが０．１〜５．０μｍのＡｌ−Ｍｇ合金線上に、前記Ａｌ−Ｍｇ合金線と接する面の表面粗さを０．１〜５．０μｍとしたＣｕテープを縦添えしながら突合せ部を連続的に溶接し、縮径加工を施した後、伸線加工をおこなってＣｕ被覆Ａｌ複合線とするので、ボイド等の発生を防止してＡｌ−Ｍｇ合金線とＣｕ被覆がより強固に接合していることがＡｌ下地の露出個数から明確である。
すなわち、実験例１〜４に記載するように、Ｍｇ含有量が０．０５質量％のＡｌ−Ｍｇ合金線を用い、その表面粗さが０．１〜５．０μｍ並びにＣｕテープの表面粗さが０．１〜５．０μｍであれば、Ａｌ下地の露出個数は９〜１３個と少なく良好であった。また、実験例５〜８のように、Ｍｇ含有量が１．０質量％のＡｌ−Ｍｇ合金線を用い、その表面粗さが０．１〜５．０μｍ並びにＣｕテープの表面粗さが０．１〜５．０μｍであれば、Ａｌ下地の露出個数は７〜１２個と少なく良好である。さらに、実験例９〜１２のように、Ｍｇ含有量が２．０質量％のＡｌ−Ｍｇ合金線を用い、その表面粗さを０．１〜５．０μｍ並びにＣｕテープの表面粗さも０．１〜５．０μｍとすれば、Ａｌ下地の露出個数は１０〜１５個と少なく良好であることが判る。
【００１１】
これに対して、実験例１３〜２４に示した場合には、Ａｌ下地部分の露出個数が多く発生していて問題があった。
すなわち、実験例１３および１４に記載するように、Ｍｇ含有量が０．０３質量％のＡｌ−Ｍｇ合金線を用いた場合には、その表面粗さが０．１〜５．０μｍ並びにＣｕテープの表面粗さが０．１〜５．０μｍであっても、Ａｌ下地の露出個数が１０３および１１２個と多数見られた。また、実験例１５および１６に記載するように、Ｍｇ含有量が２．２質量％のＡｌ−Ｍｇ合金線の場合には、その表面粗さが０．１〜５．０μｍ並びにＣｕテープの表面粗さも０．１〜５．０μｍであっても、Ａｌ下地の露出個数が９７および８９個と多数見られた。
さらに、実験例１７、１８、２１および２２に記載するように、Ｍｇ含有量が１．０質量％のＡｌ−Ｍｇ合金線の場合であってもその表面粗さが０．０７や７．０μｍのように本発明範囲から外れると、Ｃｕテープの表面粗さが０．１〜５．０μｍであっても、Ａｌ下地の露出個数が７４〜８６個と多数見られた。また、実験例１９、２０、２３および２４に記載するように、Ｍｇ含有量が１．０質量％のＡｌ−Ｍｇ合金線の場合であって、Ｃｕテープの表面粗さが０．１〜５．０μｍであっても、Ｃｕテープの表面粗さが０．０７や７．０μｍのように本発明範囲から外れると、Ａｌ下地の露出個数が７２〜８６個と多数見られて問題がある。
【産業上の利用可能性】
【００１２】
本発明のＣｕ被覆Ａｌ複合線はＡｌ−Ｍｇ合金線を心材としても、前述したようにＡｌ−Ｍｇ合金線とＣｕ被覆の間にボイドや剥離が殆どないので、希望する線径に伸線加工を施してもＡｌ下地がＣｕ被覆から露出することがなく、例えば、高周波同軸ケーブル用の導体、ハードデスクドライブのピックアップコイルやヘッドホン用の巻線等として有用なＣｕ被覆Ａｌ複合線である。