(57)【要約】【課題】高強度で高伝導率の銅合金を開発し、およびその製造方法を提供する。【解決手段】高強度と高伝導率を有する銅合金線材は、０．０５から０．９重量％までのマグネシウムと、合計１５ｐｐｍ以上の不純物とを含んでなる銅ベース合金から形成される。線材は０．２５４ｍｍ（０．０１０インチ）以下のシングルエンド径、少なくとも１００ｋｓｉの引張り強度、および６０％ＩＡＣＳ以上の電気伝導率を有する。本発明の銅線材を製造する方法も提供される。【選択図】図１
2008095202.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
０．０５から０．９重量％までのマグネシウムと合計１５ｐｐｍ以上の不純物を含んでなる銅合金を有してなる高強度と高伝導率を有する銅合金線材であって、前記線材が０．２５４ｍｍ（０．０１０インチ）以下のシングルエンド径と、少なくとも１００ｋｓｉの引張り強度と、６０％ＩＡＣＳ以上の電気伝導率とを有してなる、ことを特徴とする銅合金線材。
【請求項２】
前記引張り強度が少なくとも１１０ｋｓｉである、ことを特徴とする請求項１記載の銅合金線材。
【請求項３】
前記電気伝導率が７０％ＩＡＣＳ以上である、ことを特徴とする請求項１記載の銅合金線材。
【請求項４】
前記銅合金が０．０１から０．３重量％までのリンを含んでなる、ことを特徴とする請求項１記載の銅合金線材。
【請求項５】
前記リンが０．０１から０．１５重量％の量だけ存在し、また前記マグネシウムが０．１から０．４重量％の量だけ存在する、ことを特徴とする請求項４記載の銅合金線材。
【請求項６】
前記リンの粒子の大部分がサブミクロンのものである、ことを特徴とする請求項４記載の銅合金線材。
【請求項７】
前記銅合金が、０．０１から１．０重量％の鉄と、０．０１から０．５重量％のニッケルと、０．０１から０．３重量％のリンと、０．０１から０．２重量％の銀と、０．０１から０．２重量％のスズと、０．０１から０．５重量％の亜鉛とからなる群から選択された少なくとも１つの付加的な構成成分を含んでなる、ことを特徴とする請求項１記載の銅合金線材。
【請求項８】
前記少なくとも１つの付加的な構成成分が０．０１から０．５重量％の量の鉄を含んでいる、ことを特徴とする請求項７記載の銅合金線材。
【請求項９】
前記少なくとも１つの付加的な構成成分が０．０１から０．１重量％の量のスズを含んでなる、ことを特徴とする請求項７記載の銅合金線材。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの付加的な構成成分が０．０２から０．１５重量％の量のリンを含んでなる、ことを特徴とする請求項７記載の銅合金線材。
【請求項１１】
前記線材が、改質用のアニーリングと、冷間加工とがされたものである、ことを特徴とする請求項１記載の銅合金線材。
【請求項１２】
前記シングルエンド径が０．０５０８ｍｍ（０．００２インチ）以上である、ことを特徴とする請求項１記載の銅合金線材。
【請求項１３】
０．０５から０．９重量％のマグネシウムと、０．０１から０．３重量％のリンと、残部の銅および合計１５ｐｐｍ以上の不純物とからなる銅合金を有し高強度と高伝導率を有する銅合金であって、前記線材は０．２５４ｍｍ（０．０１０インチ）以下のシングルエンド径と、少なくとも１００ｋｓｉの引張り強度と、７０％ＩＡＣＳ以上の電気伝導率とを有してなる、ことを特徴とする銅合金。
【請求項１４】
前記リンの含有量が０．０１から０．１５重量％の範囲であり、また前記引張り強度が少なくとも１１０ｋｓｉである、ことを特徴とする請求項１３記載の銅合金。
【請求項１５】
０．０５から０．９重量％のマグネシウムと、０．０１から１.０重量％の鉄、０．０１から０．５重量％のニッケル、０．０１から０．３重量％のリン、０．０１から０．２重量％の銀、０．０１から０．２重量％のスズ、および０．０１から０．５重量％の亜鉛からなる群から選択された少なくとも１つの構成成分と、残部の銅および合計１５ｐｐｍ以上の不純物とからなる銅合金を有してなる高強度および高伝導率である銅合金線材であって、前記線材が０．２５４ｍｍ（０．０１０インチ）以下のシングルエンド径と、少なくとも１００ｋｓｉの引張り強度と、７０％ＩＡＣＳ以上の電気伝導率とを有してなる、ことを特徴とする銅合金線材。
【請求項１６】
高強度と高伝導率を有する銅合金線材を製造するための方法であって、
０．０５から０．９重量％のマグネシウムと、合計１５ｐｐｍ以上の不純物とを含んでなる銅合金から形成される基材を準備するステップ、
前記基材を元の断面積の少なくとも４０％に絞った線材に冷間加工するステップ、
前記冷間加工ステップ後に改質用のアニーリングを施すステップ、および
前記アニーリングされた材料を、０．２５４ｍｍ（０．０１０インチ）以下の最終ゲージを有する線材に冷間加工するステップを有してなる、ことを特徴とする方法。
【請求項１７】
前記基材が元の断面積の少なくとも７０％に絞った線材に冷間加工された後において前記改質用のアニーリングが施される、ことを特徴とする請求項１６記載の方法。
【請求項１８】
前記改質用のアニーリングが、３４３．３℃（６５０°Ｆ）から５６５．５℃（１０５０°Ｆ）の範囲の温度で、１から５時間の範囲の時間だけ施される、ことを特徴とする請求項１６記載の方法。
【請求項１９】
前記改質用のアニーリングが、３９８．８℃（７５０°Ｆ）から４８２．２℃（９００°Ｆ）の範囲の温度で、２から３時間の範囲の時間だけ施される、ことを特徴とする請求項１８記載の方法。
【請求項２０】
前記基材を準備するステップが、０．０５から０．９重量％のマグネシウムと、残部の銅および合計１５ｐｐｍ以上の不純物とからなる銅合金より形成される材料を準備することを有してなる、ことを特徴とする請求項１６記載の方法。
【請求項２１】
前記基材を準備するステップが、０．０５から０．９重量％までのマグネシウムと、０．０１から０．３重量％までのリンと、残部の銅および合計１５ｐｐｍ以上の不純物とからなる銅合金より形成される材料を準備するステップを有してなる、ことを特徴とする請求項１６記載の方法。
【請求項２２】
前記基材を準備するステップが、０．０５から０．９重量％のマグネシウムと、０．０１から１.０重量％の鉄、０．０１から０．５重量％のニッケル、０．０１から０．３重量％のリン、０．０１から０．２重量％の銀、０．０１から０．２重量％のスズ、および０．０１から０．５重量％の亜鉛からなる群から選択された少なくとも１つの構成成分と、残部の銅および合計１５ｐｐｍ以上の不純物とから形成される材料を準備するステップ有してなる、ことを特徴とする請求項１６記載の方法。
【請求項２３】
前記最終ゲージの冷間加工ステップが、前記アニーリングされた材料を０．２５４ｍｍ（０．０１０インチ）以下の直径を有する線材に冷間加工するステップを有してなる、ことを特徴とする請求項１６記載の方法。
【請求項２４】
０．０５から０．９重量％のマグネシウムと、合計１５ｐｐｍ以上の不純物とを含む銅合金からなり高強度および高伝導率を有する、カドミウムを含まない銅合金線材であって、前記シングルエンドの線材は、２．５４ｍｍ（０．１０インチ）以下の直径と、少なくとも１００ｋｓｉの引張り強度と、６０％ＩＡＣＳ以上の電気伝導率とを有している、ことを特徴とする銅合金線材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高強度で高伝導率の銅合金線材およびその製造方法に関するものである。この銅合金線材は、銅−マグネシウムベース系のものであり、１種類以上の付加的な成分を任意的に含む。
【背景技術】
【０００２】
銅は電気伝導率が高いので、導体線材として銅を選択するのは当然のことである。銅の力学的性質が特定の用途に対して十分でない場合には、高性能の銅合金が必要とされる。従って、このような銅合金は電気伝導率に加えて、しばしば相反する特性の組合せも満足しなくてはならない。このような特性としては、強度、延性、軟化抵抗(softening resistance)、および曲げ寿命などが含まれる。ＡＳＴＭＢ１０５およびＢ６２４では、電気用途のための、硬引きされた高強度で高伝導率の銅合金線材に対する要求を記載している。
【０００３】
カドミウム銅（合金Ｃ１６２）は特有の特性の組合せを備えた、１％のごく僅かなカドミウムを含む銅合金である。このカドミウム銅は、８０％ＩＡＣＳ（国際軟銅規格）以上の電気伝導率を有し、また１００ｋｓｉを超える引張り強度（引張り強さ）のを達成できる。このような合金の特性は、トロリー線材や機体用の線材といった、高強度の導体の用途に対して非常に有益なものである。加えてこの合金は破断ないし割れる前に何サイクルも心棒（mandrel）を超えて前後に曲げることが可能であると証明されており、並外れた曲げ寿命を示している。結果としてこの合金はアンチロックブレーキハーネスやオーディオスピーカー、ヘッドセット、電話接続線材など様々な曲げ性の高い導体の用途に使用される。
【０００４】
カドミウムは健康を害するものとして公知であり、この成分を含む材料を代替するための試みがされている。カドミウムは環境保護庁（ＥＰＡ）が編集する難分解性生体内蓄積性有害化学品のリストに挙げられている。ＥＰＡはカドミウムをヒト発癌性物質の可能性があると考えている。様々な国々で色々な提案がされ、このカドミウムの使用を禁止あるいは制限している。従って銅−カドミウム合金に代わる合金を提供することは大いに有益である。
【０００５】
銅−マグネシウム合金ベース系は同様に魅力的な特性を提供する。０．１から０．７％のマグネシウムを有する合金Ｃ１８６６１は、銅開発協会（ＣＤＡ）がリストに挙げている銅−マグネシウム合金である。合金Ｃ１８６６５は０．４から０．９％のマグネシウムを有する、リストに挙げられているもう１つの合金である。これらの合金には少量の残留リンを含んでもよく、このリンは典型的には脱酸素剤として使用されるものである。ＣＤＡはこれらの合金の用途はリストに挙げていないが、典型的な用途はトロリー線材あるいはコネクタとしての用途である。これらの合金は可能な限り最強の強度を得るため、アニーリングはされずに鋳造され、最終ゲージつまり仕上げ寸法にまで引伸加工される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って本発明の主要な目的は、高強度で高伝導率の銅合金およびその製造方法を開発し提供することである。
【０００７】
本発明の更なる目的は、マグネシウムとその他の要素を含んでなる銅ベース合金において、上述の合金および方法を開発し提供することである。
【０００８】
本発明のその他の目的は以下の説明から明らかにされる。
【０００９】
これらの各目的は本発明により容易に達成できることが知得されている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は高強度であるとともに高伝導率を有する銅合金線材を製造するための方法を提供している。この方法は、概略的には、０．０５から０．９重量％のマグネシウムと、合計で１５ｐｐｍ以上の不純物とを含んでなる銅合金より形成される基材を準備するステップと、この基材を元の断面積の少なくとも４０％に絞った線材に低温加工するステップと、低温加工の後に改質用のアニーリング（restructuring anneal）を行うステップと、このアニーリングされた材料を最大０．２５４ｍｍ（０．０１０インチ）の最終ゲージ寸法を有する線材に引伸加工するステップと、を有してなる。好ましい方法において、銅合金におけるマグネシウム含有量は０．１から０．４重量％である。
【００１１】
好ましくは、改質用のアニーリングは、３４３．３℃（６５０°Ｆ）から５６５．５℃（１０５０°Ｆ）の範囲の温度で、１から５時間の範囲の時間、好ましくは２から３時間の範囲の時間だけ行われる。また好ましくは、銅合金は次に挙げる１つ以上の付加的な合金化成分も含んでいる。
０．０１〜０．３重量％のリン
０．０１〜１．０重量％の鉄、好ましくは０．５重量％以下の鉄
０．０１〜０．５重量％のニッケル
０．０１〜０．２重量％のスズ、および好ましくは０．１重量％以下のスズ、および／または
０．０１〜０．５重量％の亜鉛
【００１２】
本発明は高強度で高伝導率である改良された銅合金線材も同様に提供する。この銅合金線材は、概略的には、０．０５から０．９重量％のマグネシウムと、１５ｐｐｍ以上の不純物とを含んでなり、この線材は０．２５４ｍｍ（０．０１０インチ）以下のシングルエンド径ないし最終ゲージ寸法（直径）と、少なくとも１００ｋｓｉの引張り強度と、６０％ＩＡＣＳ以上の電気伝導率とを有している。
【００１３】
更なる本発明の特長および利点は以下の説明において明らかである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明によれば、銅合金線材は０．０５から０．９重量％まで、好ましくは０．１から０．４重量％までのマグネシウムを含んでなる。マグネシウムの量を増加させることで強度が増し、その一方で電気伝導率が低減する。これにより所望の特性に合わせた合金を得ることができる。
【００１５】
合金の強度あるいはその他の特性を向上させるため、付加的な合金化元素が加えられてもよい。従って、例えば、リンはリン酸マグネシウム（Ｍｇ３Ｐ２）の析出ないし沈着によって強度を向上させるために加えることができる成分ないし元素である。合金へ加えられるリンの量はリン酸マグネシウムを形成するのに必要な量、あるいはその他の要素からなるリン化物が存在する場合はそれらの量を超えてはならない。従って、リンの量は存在するマグネシウムの量よりも少なく、一般的には０．０１から０．３重量％まで、好ましくは０．０２から０．１５重量％までである。リンが加えられリンの粒子が形成される場合、組成、鋳造方法および熱処理は、リンの粒子の大部分がサブミクロンつまり１ミリ未満ないし１ミリ以下の大きさであって、小さな線径でも高い絞り性と改良された性能を提供できることが確保できるようなものにされる。
【００１６】
合金に加えられてよいもう１つの有益な元素は鉄である。例えば、鉄およびリンを有した銅−マグネシウム合金はマグネシウムおよび鉄からなるリン化物を形成し、それらは大いに有益である。鉄の量は０．０１から１重量％の間、好ましくは０．５重量％以下である。
【００１７】
少量のスズもまた有益であり、合金の強度をわずかに向上させる働きをする。スズの量は望ましくは０．０１から０．２重量％までの間であり、好ましくは０．１重量％以下である。ごく少量のスズは有益な不純物として考えられるが、多量のスズは合金の電気伝導率を低減させる傾向がある。
【００１８】
当然ながらその他の合金化付加物と合計で１５ｐｐｍ以上の従来の不純物が存在してよい。例えば、少量の銀は逆に電気伝導率に影響を与えることなく合金の性能を向上させる。銀が存在する場合は、０．０１から０．２重量％までの範囲の量で存在する。特定の目的に効果的なその他の合金化付加物には０．０１から０．５重量％までのニッケル、および／あるいは０．０１から０．５重量％までの亜鉛が含まれてる。
【００１９】
従って、本発明はカドミウムを含まず、マグネシウムを含んでなる銅合金導体を提供するものであり、この銅合金導体は銅−カドミウム合金および類似した用途における代替として容易に使用できる。銅−マグネシウム合金を所望の最終ゲージの線材にするための方法は、所望の導体を製造するのに必要な仕上げ寸法の線材への引伸加工の前に少なくとも１回の改質用のアニーリングを組合わせるものである。その結果できる線材は強度および伝導率の優れた組合せによって特長づけられ、加えて優れた曲げ寿命および耐熱軟化性など、その他の所望の特性によって特長づけられる。
【００２０】
本発明の銅合金線材は０．０５から０．９重量％のマグネシウムを含んでなる銅合金から形成される基材を準備するステップと、この基材を元の断面積の少なくとも４０％に絞られた線材に冷間加工するステップと、アニーリングを行うステップと、最大で０．２５４ｍｍ（０．０１０インチ）のシングルエンドの最終ゲージを有する線材、好ましくは０．０５０８ｍｍ（０．００２インチ）以上で０．２５４ｍｍ（０．０１０インチ）以下の最終ゲージを有する線材に材料を引伸加工するステップと、によって製造される。所望に応じて銅合金は上述の１つ以上の付加的元素を含んでよい。またアニーリングステップは基材が元の断面積の少なくとも７０％に絞られた線材に冷間加工された後に実施されてよい。
【００２１】
アニーリングは３４３．３℃（６５０°Ｆ）から５６５．５℃（１０５０°Ｆ）の範囲の温度で１から５時間の範囲の時間、好ましくは３９８．８℃（７５０°Ｆ）から４８２．２℃（９００°Ｆ）の範囲の温度で２から３時間の範囲の時間だけ、実施されてよい。
【００２２】
冷間加工は従来公知の圧延および／または延伸を含む、いずれかの適切な技術を用いて実施されるが、これら限定されない。
【００２３】
本発明の銅合金線材は少なくとも１００ｋｓｉ、好ましくは少なくとも１１０ｋｓｉの引張り強度を示すとともに、室温２０℃（６８°Ｆ）での電気伝導率は６０％ＩＡＣＳ以上、好ましくは７０％ＩＡＣＳ以上、である。これは０．２５４ｍｍ（０．０１０インチ）以下のシングルエンド径を有する銅合金線材製品にとっては異例の特性の組合せである。
【００２４】
以上説明した特長およびその他の特長は以下の実例から明らかである。
【実施例１】
【００２５】
銅−マグネシウム合金を、最終ゲージに伸線加工する前に改質用アニーリングを組合せることで線材に加工した。また比較のため、アニーリングなしで同様にして線材に加工した。銅合金は０．１２％のマグネシウムを含んでいた。驚いたことにプロセスにおいて改質用アニーリングを組合せたことで加工硬化率が向上し、なお一層強い線材が提供された。加工硬化とは塑性変形によって、合金の強度が向上することである。合金は２１ｍｍ（０．８２７インチ）径ロッドに鋳造され、２１ｍｍ径ロッドから７．４ｍｍ（０．２９１インチ）の変形した方形の断面に圧延された。断面は７．９ｍｍ（０．３１２インチ）の丸い径に相当するものである。次いで本発明のプロセスは３７１℃（７００°Ｆ）から４５４℃（８５０°Ｆ）で１から５時間、一般的には３９８℃（７５０°Ｆ）から４２６℃（８００°Ｆ）で２から３時間、アニーリングされた。次いで所望の最終ゲージに伸線加工された。同じ合金が、どのようなアニーリングも取り入れられずに従来の方法を用いて７．４ｍｍロッドから直接仕上げゲージに伸線加工された。
【００２６】
この結果もたらされる特性は図１において明らかであり、図１には冷間圧延の関数として上述の通り加工された銅−マグネシウム合金の引張り強度が例示されている。改質用のアニーリングがなされたこれらの各合金が、アニーリングされなかった合金に比べ、１０ｋｓｉを超える向上を達成したことが図１において容易に分かる。これは著しい向上である。これらの合金は導体の用途に必要とされる小径線材に、典型的には直径０．２５４ｍｍ（０．０１０インチ）以下の線材に容易に伸線加工されうることもまた知得された。
【実施例２】
【００２７】
０．１５％のマグネシウムと０．１０％とのスズを含んでなる各銅合金が、実施例１以降の方法で、最終ゲージ線材が３８ＡＷＧ（ＡＷＧ：米国式針金ゲージ）を有するように加工された。各合金は、（ロッドから）アニーリングなしで、あるいは実施例１で設定された条件下で初期圧延工程に続いてアニーリングをした後、のいずれかの方法で、最終ゲージに伸線加工された。
【００２８】
得られた特性を図２に示した。図２は、面積の絞りのパーセント（％）を関数とした、上記加工された銅−マグネシウム−スズ合金の引張り強度を例示したものである。また図３は、線径の関数としての引張り強度が例示されている。
【００２９】
この結果から、アニーリングされ且つ伸線加工された線材の加工硬化率が、アニーリングされない線材の加工硬化率よりも大きいことが同様に知得された。所定の冷間での絞りの関数としての合金の加工硬化を図２に例示した。合金がアニーリングされている場合には同様な冷間絞りにより２０ｋｓｉ以上の向上が観察された。図３から明らかなように、線径の関数として引張り強度を比較すると、同様の向上が知得されている。改質用のアニーリングを組合せて線材を加工する場合、線材の寸法に応じて、５から１０ｋｓｉの向上が達成される。図３は合金が小径にのみ伸線加工されるだけでなく、達成された０．１０１６ｍｍ（０．００４インチ）径での引張り強度が１２０ｋｓｉを超える、ことを例示している。本発明により加工された本発明の合金の特性は非常に魅力的であり、銅−カドミウム合金Ｃ１６２の特性にひけをとらないものである。
【実施例３】
【００３０】
０．１５％のマグネシウムを含んでなる銅合金が実施例１以降のように加工された。ロッドの圧延に次いで、合金に改質用のアニーリングがなされた。次いでアニーリングされた線材は数ステップにおいて０．１０１６ｍｍ（０．００４インチ）径に伸線加工された。この結果もたらされる特性を以下の表１に示した。
【００３１】
【表１】
2008095202.tif 000003
【００３２】
表１が明確に示しているのは、合金が小径に伸線加工されるだけではなく、達成された０．１０１ｍｍ（０．００４インチ）径での引張り強度が１２０ｋｓｉを超えることである。この各特性は非常に魅力的であり、銅−カドミウム合金Ｃ１６２の特性にひけをとらないものである。
【実施例４】
【００３３】
高強度の導体を用いる主要な理由の１つには、それらの持つ曲げ寿命の高さがある。ＡＳＴＭ  Ｂ４７０−９５（第６パラグラフ）には曲げ試験用の試験手順が記載されている。この試験では、導体が最初は規定の重量で垂直位置に取り付けられるとともに、水平位置に設けられた一対の標準的なスチール製のマンドレルつまり心棒を超えて、繰り返し前後に曲げられる。導体は破断ないし割れるまで繰り返し曲げられ、割れるれるまでのサイクル数が曲げ寿命を定義している。
【００３４】
この例によれば、類似した導体が合金Ｃ１６２（銅−１％  カドミウム）と０．１５％のマグネシウムを含んでなる銅合金を用いて製造された。０.１５％のマグネシウムを含んでなる銅合金は実施例１における手順に従って改質用のアニーリングが用いられた。その構造は３８ＡＷＧ線材（０．１０１６ｍｍ径（０．００４インチ径））の１９の端部よりなるものであった。導体は上述のＡＳＴＭ  Ｂ４７０において説明されている手順により曲げ試験がされた。その結果を以下の表２に示した。
【００３５】
【表２】
2008095202.tif 000004
【００３６】
銅−カドミウム合金はより一層高い破断過重（寸法がなお一層大きいため）を有していたが、曲げ寿命はより一層低いことが明らかになった。本発明により加工された銅−マグネシウム合金の曲げ寿命は、銅−カドミウム合金の曲げ寿命の約５０％以上である。曲げ寿命は高強度の導体において主要な属性を表すものであるから、これは非常に素晴らしく、有益な発見に相当するものである。
【実施例５】
【００３７】
実施例４におけるような、３８ＡＷＧ構造の１９の端部を有する導体が実施例２の銅−０．１５％マグネシウム−０．１％スズ合金を用いて準備された。２種類の導体が準備された。１つはアニーリングされない状態で利用され、もう１つは実施例１において説明された線材のロッド圧延およびアニーリングを施して利用された。導体はＡＳＴＭＢ４７０によって曲げ寿命に対する試験がされた。以下の表３にその結果を示した。
【００３８】
【表３】
2008095202.tif 000005
【００３９】
より一層高い破断荷重によって証明されているように、上記の結果が明確に示しているのは、改質用のアニーリングをした線材の高強度と優れた曲げ寿命である。
【実施例６】
【００４０】
銅−０．５９％マグネシウム合金は実施例１の後、初期のロッド圧延に次いで、改質用のアニーリングがなされた。次いでアニーリングされた線材は数ステップにおいて０．１０１ｍｍ（０．００４インチ）にまで引伸加工された。その結果もたらされた特性は以下の表４において明らかである。
【００４１】
【表４】
2008095202.tif 000006
【００４２】
６０％ＩＡＣＳ以上の電気伝導率を備えた銅合金にとって、１６０ｋｓｉの引張り強度は非常に高い。実際にこのことは銅合金用の、引張り強度および電気伝導率の独特の組合せを表している。この合金の電気伝導率は銅−カドミウム合金の電気伝導率以下であるが、特性の組合せは素晴らしいものであり、また非常に有益である。
【実施例７】
【００４３】
銅−０．１２マグネシウム−０.１％スズ−０．０２％リン化物は実施例１の手順によって、本発明のアニーリングが施された。合金は最初のロッド圧延に次いでアニーリングされ、アニーリングされた線材は数ステップにおいて０．１０１６ｍｍ（０．００４インチ）径にまで引伸加工された。この結果もたらされた特性を以下の表５に示した。
【００４４】
【表５】
2008095202.tif 000007
【００４５】
合金は容易に０．１０１ｍｍ（０．００４インチ）径にまで引伸加工された。テーブル５において明らかにされている結果が明確に示しているのは、０．１０１ｍｍ（０．００４インチ）径で、引張り強度において著しい向上が達成できることである。
【実施例８】
【００４６】
本実施例によれば、実施例７において達成された、シングルエンドの０．１０１ｍｍ（０．００４インチ）径の線材を用いて１９／３８ＡＷＧ導体が作られた。この導体はＡＳＴＭ  Ｂ４７０において記載されている手順によって試験され、曲げ寿命が決定された。以下の表６において明らかにされているように、この導体の曲げ寿命は本発明の改質用のアニーリングを用いて加工された銅−１％カドミウム、およびベース銅−０．１５マグネシウムの曲げ寿命よりも優れていた。
【００４７】
【表６】
2008095202.tif 000008
【００４８】
上記においては本発明をシングルエンドの線材に関連して説明したが、本発明は上記説明してきた技術に従って処理された多数の線材から形成されたケーブルにも同様に適用できるものである。
【００４９】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明が上述および図示の例に限定されないことは明らかである。即ち、上述した実施形態は本発明を実施するための最良の形態の一例にすぎず、その部品の形状、サイズ、配置、そして動作の詳細は変更ないし変形可能なものである。本発明は、特許請求の範囲によって画定された技術思想および技術範囲内にあるそのような変更や変形のすべてを包含することを意図したものである。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の方法により加工された銅０．１２％マグネシウム合金と、従来法により加工された同・合金における、引張り強度と断面積の絞りとの関係を示したグラフである。
【図２】０．１５％マグネシウムおよび０．１％スズを含む銅合金における図１と同様のグラフである。
【図３】本発明により加工された０．１５％のマグネシウムと０．１％のスズを含む銅合金と、従来法により加工された同・合金における引張り強度と線材の直径との関係を示したグラフである。
【図１】
2008095202.tif 000009
【図２】
2008095202.tif 000010
【図３】
2008095202.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成19年12月6日(2007.12.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
０．０５から０．９重量％までのマグネシウムと、０．０１から０．３重量％までのリン、０．０１から１．０重量％の鉄、０．０１から０．２重量％の銀、０．０１から０．５重量％のニッケル、および０．０１から０．５重量％の亜鉛からなる群から選択された少なくとも１つの合金化付加物と、残部の銅とからなる銅合金を有してなる高強度と高伝導率を有する銅合金線材であって、前記シングルエンドの線材が０．２５４ｍｍ以下の径と、少なくとも１００ｋｓｉの引張り強度と、６０％ＩＡＣＳ以上の電気伝導率とを有してなる、ことを特徴とするカドミウムを含まない銅合金線材。
【請求項２】
前記引張り強度が少なくとも１１０ｋｓｉである、ことを特徴とする請求項１記載の銅合金線材。
【請求項３】
前記電気伝導率が７０％ＩＡＣＳ以上である、ことを特徴とする請求項１記載の銅合金線材。
【請求項４】
前記リンが０．０１から０．１５重量％の量だけ存在し、また前記マグネシウムが０．１から０．４重量％の量だけ存在する、ことを特徴とする請求項１記載の銅合金線材。
【請求項５】
前記リンの粒子の大部分がサブミクロンのものである、ことを特徴とする請求項１記載の銅合金線材。
【請求項６】
前記少なくとも１つの合金化付加物が０．０１から０．５重量％の量の鉄である、ことを特徴とする請求項１記載の銅合金線材。
【請求項７】
前記少なくとも１つの合金化付加物が０．０２から０．１５重量％の量のリンである、ことを特徴とする請求項１記載の銅合金線材。
【請求項８】
前記線材が、改質用のアニーリングと、冷間加工とがされたものである、ことを特徴とする請求項１記載の銅合金線材。
【請求項９】
前記シングルエンド径が０．０５０８ｍｍ以上である、ことを特徴とする請求項１記載の銅合金線材。
【請求項１０】
０．０５から０．９重量％のマグネシウムと、０．０１から０．３重量％のリンと、残部の銅とからなる銅合金を有してなる高強度と高伝導率を有する銅合金であって、前記線材は０．２５４ｍｍ以下のシングルエンド径と、少なくとも１００ｋｓｉの引張り強度と、７０％ＩＡＣＳ以上の電気伝導率とを有してなる、ことを特徴とするカドミウムを含まない銅合金。
【請求項１１】
前記リンの含有量が０．０１から０．１５重量％の範囲であり、また前記引張り強度が少なくとも１１０ｋｓｉである、ことを特徴とする請求項１０記載の銅合金。
【請求項１２】
０．０５から０．９重量％のマグネシウムと、０．０１から０．３重量％のリンと、０．０１から０．２重量％のスズと、残部の銅とからなる銅合金を有してなる高強度および高伝導率を有する、カドミウムを含まない銅合金線材であって、前記シングルエンドの線材は、２．５４ｍｍ以下の直径と、少なくとも１００ｋｓｉの引張り強度と、６０％ＩＡＣＳ以上の電気伝導率とを有している、ことを特徴とする銅合金線材。
【請求項１３】
前記スズが０．１重量％以下だけ存在し、前記マグネシウムが０．１から０．４重量％の範囲の量で存在し、および前記リンが０．０２から０．１５重量％の量だけ存在する、ことを特徴とする請求項１２記載のカドミウムを含まない銅合金線材。
【手続補正書】
【提出日】平成19年12月13日(2007.12.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
合金の強度あるいはその他の特性を向上させるため、付加的な合金化元素が加えられてもよい。従って、例えば、リンはリン酸マグネシウム（Ｍｇ３Ｐ２）の析出ないし沈着によって強度を向上させるために加えることができる成分ないし元素である。合金へ加えられるリンの量はリン酸マグネシウムを形成するのに必要な量、あるいはその他の要素からなるリン化物が存在する場合はそれらの量を超えてはならない。従って、リンの量は存在するマグネシウムの量よりも少なく、一般的には０．０１から０．３重量％まで、好ましくは０．０２から０．１５重量％までである。リンが加えられリンの粒子が形成される場合、組成、鋳造方法および熱処理は、リンの粒子の大部分がサブミクロンつまり１ミクロン未満ないし１ミクロン以下の大きさであって、小さな線径でも高い絞り性と改良された性能を提供できることが確保できるようなものにされる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
当然ながらその他の合金化付加物と合計で１５ｐｐｍ以上の従来の不純物が存在してよい。例えば、少量の銀は逆に電気伝導率に影響を与えることなく合金の性能を向上させる。銀が存在する場合は、０．０１から０．２重量％までの範囲の量で存在する。特定の目的に効果的なその他の合金化付加物には０．０１から０．５重量％までのニッケル、および／あるいは０．０１から０．５重量％までの亜鉛が含まれている。