(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸素含有量が２００〜４００ｐｐｍのタフピッチ銅に錫及びインジウムのうち１種以上の金属を５ｐｐｍ以上２００ｐｐｍ未満含有させた銅材を直径０．０２〜０．０４ｍｍに加工した軟銅線からなり、結晶粒が微細で、引張強さが３５ｋｇ／ｍｍ２未満であることを特徴とする極細銅線。
【請求項２】
酸素含有量が２００〜４００ｐｐｍのタフピッチ銅の鋳造過程で、前記タフピッチ銅の溶湯に錫及びインジウムのうち１種以上の金属を５ｐｐｍ以上２００ｐｐｍ未満添加し、得られた銅材を直径０．０２〜０．０４ｍｍに冷間伸線した後、焼鈍することを特徴とする極細銅線の製造方法。
【請求項３】
前記鋳造過程における鋳造が、連続鋳造装置を用いた鋳造である請求項２記載の極細銅線の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は極細銅線、特に極細エナメル線の心線に適する極細銅線及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
時計のステッピングモータ、磁気記録用の磁気ヘッド、ブラウン管用のフライバックトランス等のコイル等には、直径0.02ないし0.05ｍｍの極細エナメル線が用いられている。極細エナメル線の心線には、タフピッチ銅や無酸素銅のような酸素の含有量が0.1％以下の高純度の銅（以下、純銅と言う）からなる半軟化させた極細の軟銅線が用いられている。
【０００３】
その極細の軟銅線は、純銅の荒引線を冷間で伸線し、途中、何回かの焼鈍工程を経て最終線径まで伸線し、焼鈍工程を経て軟化された後、エナメル塗装されて製品となる。
【０００４】
この極細銅線の製造時に問題となる事項の一つに断線がある。この断線は素材中の介在物によって生じる場合もあるが、伸線中に材料と伸線ダイスとの摩擦熱によって材料が軟化し、伸線ダイスによる引き抜きの張力に耐えられなくなって生じる場合が多い。この種の断線は加工度（断面減少率）が９５％以上の場合に生じ易く、従って、線径が小さくなるほどその影響を受け易くなる。
【０００５】
断線以外の問題としては、最終線径まで伸線された銅線の引張り強度及び伸びが経時変化すること、すなわち保管時間とともに、それらの特性値が低下する問題である。これは伸線材の室温での再結晶による軟化が原因であり、酸素含有量が極端に少ない無酸素銅で特に顕著であり、酸素含有量が比較的多いタフピッチ銅でも、伸線加工度が高い場合にはこの現象が見られる。
【０００６】
このような室温における軟化の原因である再結晶は素材中に局部的に発生するもので、再結晶部分の金属組織を観察すると、特定の粒子が成長して粗大化するという特徴がある。このような状態の銅線をエナメル線の製造工程で焼鈍すると、新たに微細粒子が発生し、すでに存在する粗大粒との混在状態となり、室温での軟化が生じない銅素材を焼鈍したもの（金属組織は均一で微細な再結晶組織）と比較して引張強さや伸びが低下するという不具合が生じる。この伸線材の軟化は、伸線工程での加工度が高いほど、保管温度が高いほど、生じ易い。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
伸線の際の断線や室温保管による軟化を軽減するためには、伸線の際の加工度を小さくし、伸線の間の焼鈍の回数を増やすことが考えられる。しかし、そのようにすることは製造コストを増大させることになる。
【０００８】
それ故、本発明の目的は、伸線材の室温における軟化が顕著でないタフピッチ銅をベースとし、その製造工程での伸線中の断線と、伸線の間の焼鈍回数の増加を抑制でき、製造コストの低い極細銅線を提供することにある。
【０００９】
本発明の他の目的は、室温保管での経時変化による引張り強度や伸びの減少が小さい極細銅線を提供することにある。
【００１０】
本発明のさらに他の目的は、上記のような極細銅線の製造方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するため、酸素含有量が２００〜４００ｐｐｍのタフピッチ銅に錫及びインジウムのうち１種以上の金属を５ｐｐｍ以上２００ｐｐｍ未満含有させた銅材を直径０．０２〜０．０４ｍｍに加工した軟銅線からなり、結晶粒が微細で、引張強さが３５ｋｇ／ｍｍ２未満であるという構成の極細銅線を提供する。
【００１２】
また、本発明は、上記の目的を達成するために、酸素含有量が２００〜４００ｐｐｍのタフピッチ銅の鋳造過程で、前記タフピッチ銅の溶湯に錫及びインジウムのうち１種以上の金属を５ｐｐｍ以上２００ｐｐｍ未満添加し、得られた銅材を直径０．０２〜０．０４ｍｍに冷間伸線した後、焼鈍するという製造方法を提供する。
【００１３】
タフピッチ銅とは、酸素を１００〜５００ｐｐｍ程度含む純度が９９．９０％以上の銅をいうが、通常は酸素を２００〜４００ｐｐｍ含む。
錫やインジウムは酸素との親和力の高い元素であり、これを純銅に添加したとき、固溶体を形成し、銅の軟化温度を上昇させる。しかし、酸素含有量が多いタフピッチ銅に添加した場合、添加元素が酸化して酸化物となり銅中に固溶せず、結果として軟化温度は向上しないと考えられていたが、冷却が急速であれば、微量が強制的に固溶して軟化温度を向上させることができる。その添加量は、含有量が重量で５ｐｐｍ以上、２００ｐｐｍ未満になるようにする。含有量が５ｐｐｍ未満であると、銅材の軟化温度の上昇が小さく、伸線の際の断線や、伸線後の室温保管での経時変化による引張り強度や伸びの減少を充分に防止することができない。一方、２００ｐｐｍ以上の含有量とすると、溶銅中の酸素存在下での固溶限度を超える添加となり、軟化温度は向上するが、添加元素の酸化物が増加し、伸線時の断線の要因になる恐れがあるので好ましくない。
【００１４】
添加元素は、鋳造の際、母材であるタフピッチ銅の溶湯に添加する。鋳造にはＳＣＲ（Southwire Continuous Rod）法のような連続鋳造装置を用いることが好ましい。連続鋳造は、鋳造工程で冷却が急速に行なわれるため、添加元素が強制固溶され添加元素の効果が大きい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施例を詳細に説明する。
ＳＣＲ連続鋳造装置を用いて２００〜４００ｐｐｍの酸素を含むタフピッチ銅を鋳造し、得られた鋳造材を冷間圧延して直径８ｍｍの荒引き線を製作した。その鋳造の過程で溶銅中に錫とインジウムを量を変えて添加し、１２通りの試料を得た。
比較のため別に、６Ｎの純銅を小型連続鋳造機で鋳造して冷間圧延し、直径８ｍｍの荒引き線を製作した。
【００１６】
得られた各試料の錫及びインジウムの含有量をＩＣＰ分析により定量した結果、表１の通りであった。なお、タフピッチ銅をベースにした試料No.１〜１２の酸素含有量は２００〜４００ｐｐｍの範囲内であった。
【００１７】
【表１】
0003718036.tif 000002
【００１８】
得られた荒引き線の各試料を直径２．６ｍｍまで冷間伸線し、一旦焼鈍した後、直径０．９ｍｍまで冷間伸線し、焼鈍後、さらに直径０．０４ｍｍまで冷間伸線した。その後、最大５０日まで室温で保管し、焼鈍して極細エナメル線（１ＵＥＷ0.04）とした。
【００１９】
No.１〜５、およびNo.９〜１２のものは伸線の過程で断線を全く生じなかったが、添加元素を含有しないか添加元素の量の少ないNo.６、７、８およびNo.１３のものは軟化による断線を生じた。
【００２０】
直径２．６ｍｍまで冷間伸線して得られた各試料を１２０℃から４００℃の間の温度で１時間、ソルトバス中で熱処理し、引張り試験機を用いて引張り速度20mm／minで引張り強さを測定した。その結果の一部を図１に示す。
図１はNo.４とNo.６の結果であり、図中、σＢ（20℃）は伸線したままの銅材（温度20℃）の引張り強さを、σＢ（400℃）は完全焼鈍材（熱処理温度４００℃）の引張り強さをそれぞれ表わす。引張り強さが伸線したままの銅材（σＢ（20℃））と完全焼鈍材（σＢ（400℃））のちょうど中間の値［σＢ（20℃）＋σＢ（400℃）］／２になるような熱処理温度を半軟化温度とすると、本発明によるNo.４のものは、タフピッチ銅だけのNo.６よりも半軟化温度が２０℃高い。このようにして半軟化温度により各試料を評価すると共に、各試料について導電率を測定した。それらの結果を表２に示す。
【００２１】
【表２】
0003718036.tif 000003
【００２２】
本発明による銅材No.１からNo.５までは、いずれもタフピッチ銅だけのNo.６より半軟化温度が１０〜２０℃高かった。添加元素含有量の少ない銅材No.７とNo.８の半軟化温度はNo.６と同じであり、添加元素含有量が多くても極端に多い場合（No.１２）を除き、No.４及びNo.５と同等であった。一方、添加元素の錫を極端に多く添加した銅材No.１２の半軟化温度は大きく向上した。これは酸化物とならなかった錫が固溶したためである。しかし、この場合には導電率の低下をまねいた。また、このもののように半軟化温度が高いと、極細エナメル線用の軟銅線として用いる場合に、焼鈍が難しくなるという問題が生じる。
【００２３】
次に、直径０．０４ｍｍまで冷間伸線した試料の一部のもの（No.２、３、５〜７及び１３）について、保管前後での機械的特性（引張り強さ、伸び）を測定すると共に、それらを焼鈍してエナメル線（１ＵＥＷ0.04）としたときの機械的特性を測定した。その結果を表３及び表４に示す。
【００２４】
【表３】
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【００２５】
【表４】
0003718036.tif 000005
【００２６】
表３に見られるように、本発明によるものは冷間伸線後５０日室温で保管しても機械的特性がほとんど低下しなかった。これに対して、比較例によるものは著しく低下した。
【００２７】
また、表４に見られるように、本発明によるものは５０日保管後に焼鈍しても、保管による機械的特性の低下は僅かであった。これに対し、比較例のものの機械的特性は大幅に低下した。
【００２８】
本発明によるものの金属組織は、冷間伸線後、５０日保管後、極細線焼鈍後、いずれも微細な結晶粒から成っていた。これに対し、比較例によるものの金属組織は、粗大粒と微細粒が混在していた。
【００２９】
【発明の効果】
本発明によれば、冷間伸線、伸線後の保管、極細線の焼鈍、どの過程でも金属組織に粗大粒が発生しないから、冷間伸線で軟化による断線が発生せず、断線を避けるために冷間伸線途中での焼鈍の回数を増やす必要もなく、製造コストを抑えることができる。また、伸線後の保管や極細線の焼鈍による線材の機械的特性の劣化がない。このことから本発明発明の極細銅線は極細エナメル線用の心線として有効である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  銅材の熱処理温度と引張強さの関係を示すグラフである。
【図１】
0003718036.tif 000006