(57)【要約】【課題】高強度（引張強さ約８００ＭＰａ以上）と高導電性（導電率約８０％ＩＡＣＳ以上）を同時に満たす極細線、およびそのような極細線を製造し得る方法を提供すること。【解決手段】Ｃｕを３．０ｗｔ％〜６．０ｗｔ％含有し、残部がＡｇおよび不可避不純物からなることを特徴とするＡｇ合金極細線であって、引張強さが８００ＭＰａ〜８５０ＭＰａでかつ、導電率が８０％ＩＡＣＳ〜８２％ＩＡＣＳであることを特徴とするＡｇ合金極細線およびそのようなＡｇ合金極細線を製造し得る製造方法。【選択図】    なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｃｕを３．０ｗｔ％〜６．０ｗｔ％含有し、残部がＡｇおよび不可避不純物からなることを特徴とするＡｇ合金極細線であって、引張強さが８００ＭＰａ〜８５０ＭＰａでかつ、導電率が８０％ＩＡＣＳ〜８２％ＩＡＣＳであることを特徴とするＡｇ合金極細線。
【請求項２】
Ｃｕを３．０ｗｔ％〜６．０ｗｔ％含有し、残部がＡｇおよび不可避不純物からなるＡｇ合金極細線の製造方法であって、冷間伸線加工前に４００℃〜６００℃で０．５時間〜５時間の熱処理を行い、引続いて断面減少率が９９．００％〜９９．９１％の冷間伸線加工を行う工程を含むことを特徴とするＡｇ合金極細線の製造方法。
【請求項３】
請求項２記載の製造方法で製造されるＡｇ合金極細線であって、引張強さが８００ＭＰａ〜８５０ＭＰａでかつ、導電率が８０％ＩＡＣＳ〜８２％ＩＡＣＳであることを特徴とするＡｇ合金極細線。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子機器、航空機、産業用ロボット、医療機器、自動車などに用いられる、導電性に優れ、かつ高強度のＡｇ合金極細線およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子機器、航空機、産業用ロボット、医療機器、自動車などの分野では、近年、小型化、軽量化、電子化、情報の高密度化、環境対応化に伴い、省スペース化、軽量化、省資源化のため、これら機器に用いられる電線の細径化（例えば、φ０．０５ｍｍ程度）の要請が高まってきている。
特に自動車用ハーネスやロボットのアーム部分等の強い屈曲特性を要する部位においては、細径化された電線においても高強度と高導電性が要求される。また、これら機器の組立て時にも、ある程度の強度が必要とされる。
【０００３】
そこで、そのような用途の導体素線には、高い強度を維持するため、錫、銀、ジルコニウム、鉄などを添加した銅合金を用いたり、大径の母線からの伸線加工等の強加工を行うことが多かった。
【０００４】
しかしながら、高強度化を目的として銅に添加元素を加えたり（合金化）、強加工を行うと導電性が低下する。導電性が低下した導体を用いて電線を製造すると電線の抵抗が上がり、所定の電気容量を確保するためには導体断面積を大きくしなければならず、細径化が図れないという問題があった。
このような状況下で、現在用いられている銅合金極細線と同等の強度（引張強さ８００ＭＰａ以上）を保持したまま、より高い導電性（導電率８０％ＩＡＣＳ以上）を有した材料が求められている。
【０００５】
また、銅を基材とする電線材料では、導体表面の変色防止やはんだ付け性改善の観点から、錫、銀などのめっきが施されることが多い。めっき工程はコストアップの要因となるのはもちろん、ピンホールや密着性不良などのめっきの不具合をなくすためには、厳密な工程管理が必要になるという問題もあった。
【０００６】
一方、銅以外に高い導電率を示す材料として銀が挙げられ、各種センサーや摺動接点材料等に利用されている（特許文献１、２参照）。
しかしながら、銀または銀を基材とする合金は、電線材料として機械的強度が得られにくく、また高価である等の問題があり、汎用されていない。
【０００７】
【特許文献１】
特開昭６４−８７７３６号公報
【特許文献２】
特開平６−１７２８９４号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、高強度（引張強さ８００ＭＰａ以上）と高い導電性（導電率８０％ＩＡＣＳ以上）を同時に満たす極細線を提供することである。また、本発明の他の課題は、高強度（引張強さ８００ＭＰａ以上）を保持したまま、高い導電性（導電率８０％ＩＡＣＳ以上）を有する極細線を製造し得る方法を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、上記課題を解決するため鋭意研究した。その結果、Ｃｕを３．０ｗｔ％〜６．０ｗｔ％含有するＡｇ合金を極細線とした場合、引張強さを８５０ＭＰａより大きくした場合は、８０％ＩＡＣＳ以上の導電率を達成することが困難であり、逆に導電率を８２％ＩＡＣＳより大きくすると、引張強さを８００ＭＰａ以上とすることが困難になるという関係にあり、該Ａｇ合金極細線の引張強さを８００ＭＰａ〜８５０ＭＰａ、導電率を８０％ＩＡＣＳ〜８２％ＩＡＣＳの範囲にすることにより、８００ＭＰａ以上の引張強さと８０％ＩＡＣＳ以上の導電率を同時に満たすことができることを見出した。
また、このようなＡｇ合金極細線は、４００℃〜６００℃で０．５時間〜５時間の熱処理を行った後、断面減少率の範囲が９９．００％〜９９．９１％である冷間伸線加工を行うことにより好適に製造し得ることを見出し、本発明を完成した。すなわち、本発明は、以下のとおりである。
【００１０】
（１）Ｃｕを３．０ｗｔ％〜６．０ｗｔ％含有し、残部がＡｇおよび不可避不純物からなることを特徴とするＡｇ合金極細線であって、引張強さが８００ＭＰａ〜８５０ＭＰａでかつ、導電率が８０％ＩＡＣＳ〜８２％ＩＡＣＳであることを特徴とするＡｇ合金極細線。
（２）Ｃｕを３．０ｗｔ％〜６．０ｗｔ％含有し、残部がＡｇおよび不可避不純物からなるＡｇ合金極細線の製造方法であって、冷間伸線加工前に４００℃〜６００℃で０．５時間〜５時間の熱処理を行い、引続いて断面減少率が９９．００％〜９９．９１％の冷間伸線加工を行う工程を含むことを特徴とするＡｇ合金極細線の製造方法。
（３）上記（２）記載の製造方法で製造されるＡｇ合金極細線であって、引張強さが８００ＭＰａ〜８５０ＭＰａでかつ、導電率が８０％ＩＡＣＳ〜８２％ＩＡＣＳであることを特徴とするＡｇ合金極細線。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のＡｇ合金極細線について説明する。
本発明のＡｇ合金極細線は、その引張強さが８００ＭＰａ〜８５０ＭＰａであり、かつ導電率が８０％ＩＡＣＳ〜８２％ＩＡＣＳである。
これは、上述のように本発明のＡｇ合金極細線の引張強さを８５０ＭＰａより大きくした場合は、８０％ＩＡＣＳ以上の導電率を達成することが困難となり、逆に導電率を８２％ＩＡＣＳより大きくすると、引張強さを８００ＭＰａ以上とすることが困難になるという関係にあり、高強度と高導電率を同時に達成するために上記範囲とする必要があるからである。
【００１２】
本発明のＡｇ合金極細線で使用されるＡｇ合金のＣｕ含有量は、３．０ｗｔ％〜６．０ｗｔ％である。Ｃｕ含有量が３．０ｗｔ％未満では、強度増加が不十分となり、６．０ｗｔ％より多いと導電率が低下する傾向があるためである。好ましいＣｕ含有量は４．０ｗｔ％〜６．０ｗｔ％であり、より好ましくは５．０ｗｔ％〜６．０ｗｔ％である。
【００１３】
本発明のＡｇ合金極細線で使用されるＡｇ合金において、Ｃｕ以外の残部は全てＡｇであることが好ましいが、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｆｅ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｓ等の不可避不純物を含んでいてもよい。当該不可避不純物の合計の含有量は、導電率の低下を防ぐためには、０．０５ｗｔ％以下が好ましく、０．０１ｗｔ％以下がより好ましい。
【００１４】
本発明のＡｇ合金極細線の線径は、φ０．０１５ｍｍ〜φ０．０８ｍｍの範囲が好ましく、φ０．０１５ｍｍ〜φ０．０５ｍｍがより好ましい。線径がこの範囲より大きくなると、機器類の省スペース化、軽量化という要請に応えることができないが、上記範囲より小さいと高導電性を達成することが困難になるからである。
【００１５】
本発明のＡｇ合金極細線に用いられる原料は、従来公知のＡｇ−Ｃｕ合金に用いられる原料、例えば市販の銀地金、電気銅地金、タフピッチ銅、無酸素銅等を任意に用いることができる。なお、タフピッチ銅を用いる場合、含有する酸素量は、溶解中の内部酸化を防ぐ必要があるため、０．０４ｗｔ％以下が好ましい。
【００１６】
次に、本発明の製造方法について説明する。
本発明の製造方法は、「冷間伸線加工前に４００℃〜６００℃で０．５時間〜５時間の熱処理を行い、引続いて断面減少率が９９．００％〜９９．９１％の冷間伸線加工する工程」（以下、工程（Ｉ）ともいう。）を含む方法である。
このような製造方法を採用することにより、Ａｇ合金極細線の引張強さを８００ＭＰａ〜８５０ＭＰａ、導電率を８０％ＩＡＣＳ〜８２％ＩＡＣＳの範囲に好適に導くことができる。
【００１７】
本発明の製造方法においては、少なくとも上記工程（Ｉ）を含んでいればよく、当該分野における従来公知の種々の他の工程と組み合わせることによりＡｇ合金極細線を製造することができる。
例えば、Ａｇ合金極細線の原料を溶解、鋳造した後、熱間圧延もしくは熱間押出しで荒引線を製造し、伸線加工により所望の線径とした後、工程（Ｉ）を行う方法が挙げられる。
【００１８】
上記溶解、鋳造工程では、原料を好ましくは非酸化性雰囲気で加熱して溶解・攪拌し、次いで得られたＡｇ合金熔湯を金型に鋳込んでケークやビレットを得る。次いで、公知の熱間圧延、例えば、９５０〜１２００℃で圧延ロール等を用いた圧延で荒引線を得る方法が挙げられる。熱間圧延の代わりに押出し機を用いた熱間押出しによって荒引線を得る方法もある。鋳塊がケークの場合は、熱間圧延が好ましく、ビレットの場合は熱間押出しが好ましい。また、溶融・鋳造・熱間圧延を連続して行う連続鋳造圧延方式によって荒引線を製造してもよい。
このようにして得られる荒引線の線径は、φ５ｍｍ〜φ２０ｍｍの範囲が好ましく、φ６ｍｍ〜φ１０ｍｍがより好ましい。
【００１９】
かくして得られた荒引線は、工程（Ｉ）を行う前に伸線加工を行うことにより所望の線径とする。続いて行う工程（Ｉ）により所定の素線径とするためである。したがって、該伸線加工では、上記荒引線を断面減少率８７．５％〜９９．９９％、好ましくは９５．０％〜９９．５％で伸線し、線径をφ０．１ｍｍ〜φ４．０ｍｍ、好ましくはφ０．２ｍｍ〜φ２．０ｍｍとする。
【００２０】
このような伸線加工は、ダイス伸線、ロール圧延、スウェージング加工等の様々な加工を採用できるが、加工コスト、形状安定性の点から通常ダイス伸線が採用される。また、該伸線加工は、冷間加工でも熱間加工でもよいが、加工コスト、酸化防止の観点から冷間加工が好ましい。
【００２１】
続く工程（Ｉ）では、まず、４００℃〜６００℃で０．５時間〜５時間の熱処理を行う。このような熱処理によって、続く冷間伸線加工において、導電率の低下や伸線中の断線を防止することができる。
【００２２】
熱処理の温度は、４００℃〜６００℃である。４００℃未満では、導電率の回復が不十分となり、６００℃を越えると強度の低下が過大となる傾向があるからである。好ましい温度の範囲は、４５０℃〜５５０℃であり、より好ましくは４７０℃〜５３０℃である。
【００２３】
また、熱処理時間は、０．５時間〜５時間である。０．５時間より短いと導電率の回復が不十分となり、５時間より長いと強度の低下が過大となる傾向があるからである。好ましい加熱時間は、０．８時間〜４時間であり、より好ましくは１．０時間〜２．０時間である。
【００２４】
工程（Ｉ）においては、熱処理の後冷間伸線加工の前に、１０℃〜４０℃程度まで冷却してもよい。冷却する場合は、徐冷してもよいし、水などに浸けて急冷してもよい。
【００２５】
工程（Ｉ）においては、引続いて断面減少率が９９．００％〜９９．９１％の冷間伸線加工を行う。
工程（Ｉ）における冷間伸線加工の断面減少率が９９．００％未満では、冷間伸線加工による引張強度の強化が十分ではなく、９９．９１％を越えると、導電率が低下する傾向があるからである。好ましい断面減少率は、９９．１％〜９９．９１％であり、より好ましくは９９．２％〜９９．９％である。
【００２６】
工程（Ｉ）における冷間伸線加工は、ダイス伸線、ロール圧延、スウェージング加工等の様々な加工を採用できるが、形状安定性、加工速度等の向上が図れるため、通常ダイス伸線が採用される。また、該冷間伸線加工は、１回の連続伸線加工でもよく、２回以上に分割して行ってもよい。さらには、乾式伸線加工でも、湿式伸線加工でもよく、また、これらを組み合わせて行ってもよい。
【００２７】
かくして得られたＡｇ合金極細線は、当該分野における従来公知の撚り線加工によって、電子機器、航空機、産業用ロボット、医療機器、自動車などに使用される電線導体とすることができる。
【００２８】
【実施例】
以下、本発明について、実施例を挙げてさらに具体的に説明する。本発明はこれらにより何ら限定されるものではない。
【００２９】
実施例１
銅含有量が３．０ｗｔ％となるような比率で電気銅地金および銀地金を原料として用い、還元性雰囲気下（Ａｒガス）で１１００℃に加熱して溶解させ、ビレットの形に鋳造した。次いで９６０℃で熱間押出機を用いて荒引線（線径φ６．７ｍｍ）を得た。この荒引線を伸線ダイスを用いて断面減少率９９．４％の冷間伸線加工を行い、φ０．５ｍｍの合金線を得た。
【００３０】
この合金線を、５００℃で１時間の熱処理を行った後、断面減少率９７．４４％、９９．００％、９９．６４％、９９．９１％で、同様の冷間伸線加工を行い、線径がそれぞれφ０．０８ｍｍ、φ０．０５ｍｍ、φ０．０３ｍｍ、φ０．０１５ｍｍの合金線を得た。
【００３１】
実施例２
銅含有率が４ｗｔ％となるようにした以外は、実施例１と同様の方法により、各合金線を得た。
【００３２】
実施例３
銅含有率が５ｗｔ％となるようにした以外は、実施例１と同様の方法により、各合金線を得た。
【００３３】
実施例４
銅含有率が６ｗｔ％となるようにした以外は、実施例１と同様の方法により、各合金線を得た。
【００３４】
比較例１
銅含有率が２ｗｔ％となるようにした以外は、実施例１と同様の方法により、各合金線を得た。
【００３５】
比較例２
銅含有率が７ｗｔ％となるようにした以外は、実施例１と同様の方法により、各合金線を得た。
【００３６】
比較例３
原料としてＣｕ−０．３％Ｓｎ合金を用いたこと以外は、実施例１と同様の方法により、各合金線を得た。
【００３７】
実施例１〜４および比較例１〜３で得られた各合金線について、その引張強さと導電率を測定し、合金線のＣｕ含有率、断面減少率、引張強さと導電率の関係を調査した。調査結果を表１に示す。表１の上段は引張強さ（ＭＰａ）、下段は導電率（％ＩＡＣＳ）をそれぞれ示す。
なお、引張強さは、ＪＩＳ  Ｚ２２４１、導電率はＪＩＳ  Ｈ０５０５に基づきそれぞれ測定した。
【００３８】
【表１】
2004190047.tif 000002
【００３９】
実施例１では、断面減少率９９．９１％、実施例２では、断面減少率９９．６４％、実施例３および４では、断面減少率９９．００％および９９．６４％において、引張強さ８００ＭＰａ以上で、かつ導電率８０％ＩＡＣＳを示したが、断面減少率９９．７４％においてはこのような高い引張強さと導電率を同時に示すものはなかった。
比較例１〜３にの合金線おいては、いずれの断面減少率においても引張強さ８００ＭＰａ以上で、かつ導電率８０％ＩＡＣＳを示すものはなかった。
【００４０】
【発明の効果】
本発明のＡｇ合金極細線は、Ｃｕを３．０ｗｔ％〜６．０ｗｔ％含有するＡｇ合金を極細線とすることにより得られた、引張強さが８００ＭＰａ以上で、かつ導電率が８０％ＩＡＣＳ以上という、高強度と高導電率を同時に満たす極細線である。
また、本発明の製造方法によって、引張強さが８００ＭＰａ以上で、かつ導電率が８０％ＩＡＣＳ以上という、高強度と高導電率を同時に満たす極細線を提供することができる。
さらには、本発明のＡｇ合金極細線は銀基合金であるために、めっきの必要がなく、耐食性、接触抵抗、製造管理の面で有利である。
このようなＡｇ合金極細線は、電子機器、航空機、産業用ロボット、医療機器、自動車などにおいて、特に自動車用ハーネス、ロボット用電線等の屈曲特性を要する部位に好適に使用される。