(57)【要約】無酸素銅と、その中にマイクロアロイ化された約１〜250ppmのスズ(Sn)および／または約1〜150ppmのマンガン(Mn)とを含む無酸素銅合金。本発明は、この銅合金の使用にも関する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無酸素銅合金において、該合金は、無酸素銅と、そこにマイクロアロイ化された約１〜250ppmのスズ(Sn)および／または約1〜150ppmのマンガン(Mn)とを含むことを特徴とする無酸素銅合金。
【請求項２】
請求項１に記載の無酸素銅合金において、該銅合金は、1〜120ppm、好ましくは10〜30ppmのスズ(Sn)を含むことを特徴とする無酸素銅合金。
【請求項３】
請求項１または２に記載の無酸素銅合金において、該銅合金は、1〜70ppm、好ましくは5〜20ppmのマンガン(Mn)を含むことを特徴とする無酸素銅合金。
【請求項４】
請求項１から３までのいずれかに記載の無酸素銅合金において、該合金の導電率は、100%IACSより大きいことを特徴とする無酸素銅合金。
【請求項５】
請求項１から４までのいずれかに記載の無酸素銅合金において、該合金の導電率は、101%IACSより大きいことを特徴とする無酸素銅合金。
【請求項６】
請求項１から６までのいずれかに記載の無酸素銅合金の導体ストリップとしての使用。
【請求項７】
請求項１から６までのいずれかに記載の無酸素銅合金の、同軸ケーブルなどの導体ケーブルにおける管状線としての使用。
【請求項８】
請求項１から６までのいずれかに記載の無酸素銅合金の溶接可能導体装置における使用。
【請求項９】
請求項１から６までのいずれかに記載の無酸素銅合金の溶接可能かつ加工可能導体装置における使用。
【請求項１０】
請求項１から６までのいずれかに記載の無酸素銅合金の、水中ケーブルの管状線としての使用。
【請求項１１】
請求項１から６までのいずれかに記載の無酸素銅合金の、コルゲートチューブにおける使用。
【発明の詳細な説明】
【詳細な説明】
【０００１】
本発明は、請求項１の前段に従う銅合金に関するものである。本発明はまた、この銅合金の使用、とくに溶接に使用することに関する。
【０００２】
溶接性に優れていることは、とくに管状ケーブル用の管および導線の製造に関して、銅の重要な特性である。同軸ケーブルなどの管や管状ケーブルの導線によく用いられる材料は、薄い銅ストリップである。銅ストリップは、製造工程において、曲げられて管状になり、ストリップの固定されていない端部同士は通常、溶接される。多くの場合、得られた管は溶接後、さらに引抜きをされたり、波形成形される。このケーブルは、たとえば、さまざまな電気通信の目的に合わせて設計されたケーブルに関して、またはたとえば水中ケーブルで使用される。高い導電率が必要な公知の装置では、通常、いわゆる無酸素銅（たとえばCu-OF/Cu-OFE）が使われる。しかし、優れた溶接性と加工性を有する無酸素銅をさらに開発する必要が生じている。
【０００３】
本発明の目的は、優れた導電率と、優れた溶接性および溶接後加工性を有する銅合金を実現することである。
【０００４】
本発明は、特許請求の範囲に規定されるものによって特徴付けられる。
【０００５】
本発明の合金は、いくつかの顕著な利点を有する。少量の合金混和物、とくにスズおよび／またはマンガンを加えると、溶接性および加工性が非常によくなる。少量のスズおよび／またはマンガンを無酸素銅に加えることにより、接合工程において溶ける溶融金属の特性、とくに粘性および表面張力が改善する。これらの特性の両方とも銅合金の溶接性に顕著に影響する。本発明の合金によれば、制御がより容易な溶接工程と、機械的により強い接合の両方を達成する。得られる合金は、溶接によって銅ストリップから作られる管、形材管、コルゲートチューブ、管状ケーブル線などの製品に用いることや、引抜き、曲げ、波付け、プロファイル加工などのこれらの製品に対する加工に用いることに大変適している。
【０００６】
添付の図を参照して本発明をさらに詳細に説明する。
【０００７】
例１
【０００８】
【表１】
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表１に示す管状に曲げられたサンプル材料を溶接した。採用した材料は、スズでマイクロアロイ化された無酸素銅(Cu-OF+Sn)と、マンガンでマイクロアロイ化された無酸素銅(Cu-OF+Mn)であり、採用した基準材料は無酸素銅(Cu-OF、出願人の品質タイプではOF-OK)であった。マイクロアロイ化されたサンプルは、次のようなものであった。
【０００９】
Cu-OF+Snアロイ化、Snは25ppm
Cu-OF+Mnアロイ化、Mnは8〜9ppm
実験に用いた基準材料は、無酸素銅(Cu-OF)であった。
【００１０】
溶接するストリップの厚さは、0.26mmであった。
【００１１】
溶接の実験は、ストリップにした材料を管形状に曲げ、このストリップの縁同士をティグ溶接で溶接することにより行われた。使用した装置は、管の溶接に通常使用される装置であった。この装置では、ストリップにした材料は最初に、曲げローラを介して溶接位置に導かれ、溶接位置において、管状に曲げられたストリップの対向する縁同士を溶接する。溶接工程の後、溶接された管は巻いてコイルにする、もしくはコイルに導く。使用した溶接方法は、ティグ溶接であった。これは銅管の溶接に通常使用されるものである。使用した保護ガスはアルゴンであった。溶接速度は20m/minであった。溶接電流は、100〜250Aの範囲内で変動し、溶接電圧はおおよそ9〜12Vであった。
【００１２】
溶接実験は成功であった。溶接値の設定に関しては、スズでマイクロアロイ化した品質のものについては、溶接すべきストリップにした材料を曲げる成形ローラ装置に対する正しい設定値と、溶接値に対する正しい設定値の両方に、より容易に達した。スズ合金の溶解物の振る舞いは、パラメータの広い範囲で非常によく制御できた。マンガンで合金化された材料も、通常の無酸素銅よりもよい溶接性を有した。
【００１３】
行われた実験では、スズ（スズは25ppm）でマイクロアロイ化された無酸素銅の溶接性が顕著に改善され、溶接性が優れたものであることがわかった。溶接性は、少量のマンガン（マンガンは8〜9ppm）でマイクロアロイ化された無酸素銅によっても改善された。実験では、マンガンでマイクロアロイ化された無酸素銅の溶接性は、スズでマイクロアロイ化された無酸素銅の溶接性よりも劣ると評価された。いわゆる当業者にとって、他の品位の無酸素銅（たとえば、Cu-OFE, Cu-OFXLPおよびC10910(CDAコード)）も同様にしてマイクロアロイ化できることは明らかである。
【００１４】
溶接した管を、うず電流制御に掛けた。評価は、うず電流計によって得られた結果を観察して行った。評価を、表２と図１にまとめる。溶接した管の一部は、うず電流測定が行われた。評価は、うず電流計によって得られた結果を観察して行った。得られた等級は、溶接によって引き起こされる背景ノイズの強さの影響を受けており、信号中に生じうるピークによって等級は下がった。うず電流解析では、30mにわたってすみからすみまで測定を行った。
【００１５】
【表２】
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この表で、合金記号SNは、スズで合金化された無酸素銅(Cu-OF+Sn)を意味し、合金記号MNは、マンガンで合金化された無酸素銅(Cu-OF+Mn)を意味し、OFは、通常の無酸素銅(Cu-OF)を意味する。
【００１６】
図１において、スズで合金化された無酸素銅(Cu-OF+Sn)は四角で示す。マンガンで合金化された無酸素銅(Cu-OF+Mn)は丸で示す。基準材料として使用する無酸素銅(Cu-OF)は三角で示す。
【００１７】
図１と表２に基づいて、スズで合金化された無酸素銅(Cu-OF+Sn)の品質が明らかに最良であり、最も広い範囲の溶接電流の使用を可能にしたことがわかる。溶接により、広い範囲の電流、すなわち105〜190Aにわたってよい等級が得られた。同様に、マンガンで合金化された無酸素銅(Cu-OF+Mn)も、基準材料として使用する無酸素銅(Cu-OF)よりも広い溶接電流範囲で、よりよい溶接等級を示した。成績の偏差およびさまざまな材料の電流範囲（電流窓）に基づいて、スズおよび／またはマンガンでマイクロアロイ化された無酸素銅の溶接性は明らかに、よりよいと断言できる。とくに、試験をした材料のうちでも、スズでマイクロアロイ化された無酸素銅は、溶接性の点で最良であった。
【００１８】
本発明の銅合金は、無酸素銅(Cu-OF/Cu-OFE)と、そこにマイクロアロイ化された約１〜250ppm、典型的には1〜120ppm、好ましくは10〜30ppmのスズ(Sn)および／または約1〜150ppm、典型的には1〜70ppm、好ましくは5〜20ppmのマンガン(Mn)とを含む。この銅合金の導電率は、100%IACSより大きく、典型的には101%IACSより大きく、好ましくは101.5%IACSより大きい。
【００１９】
本発明は、銅合金の使用に関する、
導体ストリップとして、
同軸ケーブルなどの線ケーブルにおける管状線として銅合金を使用することに関する、
溶接可能な導体装置に銅合金を使用することに関する、
溶接可能で加工可能な装置に銅合金を使用することに関する、
水中ケーブルの管状線として銅合金を使用することに関する、および
コルゲートチューブとして銅合金を使用することに関する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、本発明を示す実施例の成績を図式表示したものである。
【図１】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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