(57)【要約】  導体と、前記導体の外側に設けられた絶縁被覆層とを備える被覆電線であって、前記導体は、銅合金からなる銅合金線が複数撚り合わされてなる撚線であり、前記銅合金線の線径は０．５ｍｍ以下であり、前記銅合金は、Ｆｅを０．１質量％以上１．６質量％以下、Ｐを０．０５質量％以上０．７質量％以下、Ｓｎを０．０５質量％以上０．７質量％以下含有し、更に、Ｚｒ、Ｔｉ及びＢから選択される１種以上の元素を合計で１０００質量ｐｐｍ以下含み、残部がＣｕ及び不純物からなる、被覆電線。
2020039710.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体と、前記導体の外側に設けられた絶縁被覆層とを備える被覆電線であって、
前記導体は、
銅合金からなる銅合金線が複数撚り合わされてなる撚線であり、
前記銅合金線の線径は０．５ｍｍ以下であり、
前記銅合金は、
Ｆｅを０．１質量％以上１．６質量％以下、
Ｐを０．０５質量％以上０．７質量％以下、
Ｓｎを０．０５質量％以上０．７質量％以下含有し、
更に、Ｚｒ、Ｔｉ及びＢから選択される１種以上の元素を合計で１０００質量ｐｐｍ以下含み、
残部がＣｕ及び不純物からなる、
被覆電線。
【請求項２】
前記銅合金は、Ｃ、Ｓｉ及びＭｎから選択される１種以上の元素を合計で１０質量ｐｐｍ以上５００質量ｐｐｍ以下含む請求項１に記載の被覆電線。
【請求項３】
前記銅合金線の引張強さが３８５ＭＰａ以上である請求項１又は請求項２に記載の被覆電線。
【請求項４】
前記銅合金線の破断伸びが５％以上である請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の被覆電線。
【請求項５】
前記銅合金線の導電率が６０％ＩＡＣＳ以上である請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の被覆電線。
【請求項６】
前記銅合金線の加工硬化指数が０．１以上である請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の被覆電線。
【請求項７】
端子固着力が４５Ｎ以上である請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の被覆電線。
【請求項８】
端子が取り付けられた状態での耐衝撃エネルギーが３Ｊ／ｍ以上である請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の被覆電線。
【請求項９】
前記被覆電線のみの耐衝撃エネルギーが６Ｊ／ｍ以上である請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の被覆電線。
【請求項１０】
請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の被覆電線と、前記被覆電線の端部に取り付けられた端子とを備える、
端子付き電線。
【請求項１１】
Ｆｅを０．１質量％以上１．６質量％以下、
Ｐを０．０５質量％以上０．７質量％以下、
Ｓｎを０．０５質量％以上０．７質量％以下含有し、
更に、Ｚｒ、Ｔｉ及びＢから選択される１種以上の元素を合計で１０００質量ｐｐｍ以下含み、
残部がＣｕ及び不純物からなる銅合金から構成され、
線径が０．５ｍｍ以下である、
銅合金線。
【請求項１２】
請求項１１に記載の銅合金線が複数撚り合わされてなる、
銅合金撚線。
【請求項１３】
端子が取り付けられた状態での耐衝撃エネルギーが１．５Ｊ／ｍ以上である請求項１２に記載の銅合金撚線。
【請求項１４】
前記銅合金撚線のみの耐衝撃エネルギーが４Ｊ／ｍ以上である請求項１２又は請求項１３に記載の銅合金撚線。
【請求項１５】
銅合金の溶湯を連続鋳造して鋳造材を作製する工程を備え、
前記銅合金は、Ｆｅを０．１質量％以上１．６質量％以下、Ｐを０．０５質量％以上０．７質量％以下、Ｓｎを０．０５質量％以上０．７質量％以下含有し、更に、Ｚｒ、Ｔｉ及びＢから選択される１種以上の元素を合計で１０００質量ｐｐｍ以下含み、残部がＣｕ及び不純物からなり、
更に、前記鋳造材に伸線加工を施して伸線材を作製する工程と、
前記伸線材に熱処理を施す工程とを備える、
銅合金線の製造方法。
【請求項１６】
前記鋳造材の結晶組織において、短辺が２００μｍ以下である結晶粒の占める個数割合が５０％以上である請求項１５に記載の銅合金線の製造方法。
【請求項１７】
前記鋳造材の平均結晶粒径が２００μｍ以下である請求項１５又は請求項１６に記載の銅合金線の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、被覆電線、端子付き電線、銅合金線、銅合金撚線、及び銅合金線の製造方法に関する。
本出願は、２０１８年８月２１日付の日本国出願の特願２０１８−１５４５２８号に基づく優先権を主張し、前記日本国出願に記載された全ての記載内容を援用するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車や産業用ロボットなどの配線構造に複数の端子付き電線を束ねたワイヤーハーネスが利用されている。端子付き電線は、電線の端部において絶縁被覆層から露出させた導体に圧着端子などの端子が取り付けられたものである。代表的には、各端子は、コネクタハウジングに設けられた複数の端子孔にそれぞれ挿入されて、コネクタハウジングに機械的に接続される。このコネクタハウジングを介して、機器本体に電線が接続される。コネクタハウジング同士が接続されて、電線同士が接続されることもある。上記導体の構成材料には、銅などの銅系材料が主流である（例えば、特許文献１、２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１５６６１７号公報
【特許文献２】特開２０１８−７７９４１号公報
【発明の概要】
【０００４】
本開示の被覆電線は、
導体と、前記導体の外側に設けられた絶縁被覆層とを備える被覆電線であって、
前記導体は、
銅合金からなる銅合金線が複数撚り合わされてなる撚線であり、
前記銅合金線の線径は０．５ｍｍ以下であり、
前記銅合金は、
Ｆｅを０．１質量％以上１．６質量％以下、
Ｐを０．０５質量％以上０．７質量％以下、
Ｓｎを０．０５質量％以上０．７質量％以下含有し、
更に、Ｚｒ、Ｔｉ及びＢから選択される１種以上の元素を合計で１０００質量ｐｐｍ以下含み、
残部がＣｕ及び不純物からなる。
【０００５】
本開示の端子付き電線は、
上記本開示の被覆電線と、前記被覆電線の端部に取り付けられた端子とを備える。
【０００６】
本開示の銅合金線は、
Ｆｅを０．１質量％以上１．６質量％以下、
Ｐを０．０５質量％以上０．７質量％以下、
Ｓｎを０．０５質量％以上０．７質量％以下含有し、
更に、Ｚｒ、Ｔｉ及びＢから選択される１種以上の元素を合計で１０００質量ｐｐｍ以下含み、
残部がＣｕ及び不純物からなる銅合金から構成され、
線径が０．５ｍｍ以下である。
【０００７】
本開示の銅合金撚線は、
上記本開示の銅合金線が複数撚り合わされてなる。
【０００８】
本開示の銅合金線の製造方法は、
銅合金の溶湯を連続鋳造して鋳造材を作製する工程を備え、
前記銅合金は、Ｆｅを０．１質量％以上１．６質量％以下、Ｐを０．０５質量％以上０．７質量％以下、Ｓｎを０．０５質量％以上０．７質量％以下含有し、更に、Ｚｒ、Ｔｉ及びＢから選択される１種以上の元素を合計で１０００質量ｐｐｍ以下含み、残部がＣｕ及び不純物からなり、
更に、前記鋳造材に伸線加工を施して伸線材を作製する工程と、
前記伸線材に熱処理を施す工程とを備える。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、実施形態の被覆電線を示す概略斜視図である。
【図２】図２は、実施形態の端子付き電線について、端子近傍を示す概略側面図である。
【図３】図３は、図２に示す端子付き電線を（ＩＩＩ）−（ＩＩＩ）切断線で切断した横断面図である。
【図４】図４は、試験例２での端子装着状態の耐衝撃エネルギーの測定方法を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
［本開示が解決しようとする課題］
導電性及び強度に優れる上に、耐衝撃性にも優れる電線が望まれている。特に、導体を構成する銅合金線が細くても、衝撃を受けた場合に破断し難い電線が望まれる。
【００１１】
昨今、自動車の高性能化や高機能化などに伴って、車載される各種の電気機器、制御機器などが増加し、これらの機器に使用される電線も増加傾向にある。従って、電線の重量も増加傾向にある。一方で、環境保全のため、自動車の燃費の向上などを目的として、電線の軽量化が望まれる。特許文献１、２に記載される銅系材料で構成される線材は、高い導電率を有し易いものの、重量が大きくなり易い。例えば、線径０．５ｍｍ以下の細い銅合金線を導体に用いれば、加工硬化による高強度化、細径による軽量化が期待できる。しかし、上述のように線径０．５ｍｍ以下の細い銅合金線では、断面積が小さく、耐衝撃力が小さくなり易いため、衝撃を受けると破断し易い。従って、上述のように細くても、耐衝撃性に優れる銅合金線が望まれる。
【００１２】
上述のように圧着端子などの端子が取り付けられた状態で使用される電線は、導体における圧縮加工が施された端子取付箇所の断面積が、その他の箇所（以下、本線箇所と呼ぶことがある）の断面積よりも小さい。このことから、導体における端子取付箇所は、衝撃を受けた場合に破断し易い箇所となり易い。従って、上述のような細い銅合金線であっても、衝撃を受けた場合に端子取付箇所近傍が破断し難いこと、即ち、端子装着状態での耐衝撃性にも優れることが望まれる。
【００１３】
更に、車載用途などの電線では、配策時や、コネクタハウジングとの接続時などで引っ張られたり、曲げや捻回が加えられたり、使用時に振動が与えられたりすることが考えられる。ロボット用途などの電線では、使用時に曲げや捻回が与えられることが考えられる。このような繰り返しの曲げや捻回などの動作によっても破断し難く、耐疲労性に優れる電線や、圧着端子などの端子との固着性に優れる電線がより好ましい。
【００１４】
また、上述のように電線の使用量も増加傾向にあることから、導体を構成する銅合金線の生産性を向上することが望まれている。一般に、銅合金線は、銅合金の溶湯を連続鋳造して作製した鋳造材を出発材とし、鋳造材に伸線加工を施した後、熱処理することで製造されている。銅合金では、Ｆｅ、Ｐ、Ｓｎなどの添加元素による高強度化が図られているが、高強度化すると、鋳造材の塑性加工性が低下するという欠点がある。そのため、伸線加工時に断線が発生し易くなる傾向がある。特に、伸線加工における加工度（断面減少率）が大きい場合には、高い頻度で断線が発生し易くなる。鋳造材を伸線加工する際に断線が頻発すると、生産性が著しく低下してしまう問題がある。従って、銅合金線の生産性の観点から、銅合金の鋳造材の塑性加工性を改善して、伸線加工時における断線を抑制できることが望まれる。
【００１５】
本開示は、導電性及び強度に優れる上に、耐衝撃性にも優れ、生産性も高い被覆電線、端子付き電線、銅合金線、及び銅合金撚線を提供することを目的の一つとする。また、本開示は、導電性及び強度に優れる上に、耐衝撃性にも優れる銅合金線を生産性よく製造できる銅合金線の製造方法を提供することを目的の一つとする。
【００１６】
［本開示の効果］
本開示の被覆電線、端子付き電線、銅合金線、及び銅合金撚線は、導電性及び強度に優れる上に、耐衝撃性にも優れ、生産性も高い。本開示の銅合金線の製造方法は、導電性及び強度に優れる上に、耐衝撃性にも優れる銅合金線を生産性よく製造できる。
【００１７】
［本開示の実施形態の説明］
最初に本開示の実施形態の内容を列記して説明する。
【００１８】
（１）本開示の被覆電線は、
導体と、前記導体の外側に設けられた絶縁被覆層とを備える被覆電線であって、
前記導体は、
銅合金からなる銅合金線が複数撚り合わされてなる撚線であり、
前記銅合金線の線径は０．５ｍｍ以下であり、
前記銅合金は、
Ｆｅを０．１質量％以上１．６質量％以下、
Ｐを０．０５質量％以上０．７質量％以下、
Ｓｎを０．０５質量％以上０．７質量％以下含有し、
更に、Ｚｒ、Ｔｉ及びＢから選択される１種以上の元素を合計で１０００質量ｐｐｍ以下含み、
残部がＣｕ及び不純物からなる。
上記の撚線は、複数の銅合金線を単に撚り合わせたものの他、撚り合わせた後に圧縮成形された、いわゆる圧縮撚線を含む。後述の（１２）に記載される銅合金撚線についても同様である。代表的な撚り方法として、同心撚りが挙げられる。
線径とは、銅合金線が丸線の場合には直径とし、横断面の形状が円形以外の異形線である場合には、横断面における等価面積の円の直径とする。
【００１９】
本開示の被覆電線は、銅系材料から構成される細径の線材（銅合金線）を導体に備えるため、導電性及び強度に優れる上に軽量である。この銅合金線は、Ｆｅ、Ｐ、Ｓｎを特定の範囲で含む特定の組成の銅合金から構成される。本開示の被覆電線は、以下に説明するように、導電性及び強度により優れる上に、耐衝撃性にも優れる。上記銅合金においてＦｅ及びＰは、代表的には、Ｆｅ２Ｐなどの化合物といったＦｅやＰを含む析出物や晶出物として母相（Ｃｕ）に存在し、析出強化による強度向上効果とＣｕへの固溶低減による高い導電率の維持効果とを有する。かつ、Ｓｎを特定の範囲で含むため、Ｓｎの固溶強化による更なる強度向上効果が得られる。上記銅合金から構成される銅合金線は、これらの元素による析出強化や固溶強化によって高い強度を有する。そのため、上記銅合金線は、熱処理によって伸びなどを高めた場合にも高い強度を有しつつ、高い靭性も有して耐衝撃性にも優れる。このような本開示の被覆電線、この被覆電線の導体を構成する銅合金撚線、この銅合金撚線の各素線である銅合金線は、高導電率、高強度、高靭性をバランスよく備えるといえる。
【００２０】
また、本開示の被覆電線は、上述のように高強度、高靭性の銅合金線の撚線を導体とする。撚線を導体とする被覆電線は、同一断面積の単線を導体とする場合に比較して、導体（撚線）全体として屈曲性や捻回性といった機械的特性により優れる傾向にある。従って、本開示の被覆電線は耐疲労性に優れる。更に、上記撚線や銅合金線は、圧縮加工などの断面減少を伴う塑性加工を施した場合に加工硬化し易い傾向にある。そのため、本開示の被覆電線は、圧着端子などの端子が取り付けられた場合に、加工硬化によって、上記端子を強固に固着できる。従って、本開示の被覆電線は上記端子との固着性にも優れる。本開示の被覆電線は、この加工硬化によって導体（撚線）における端子接続箇所の強度を高められるので、衝撃を受けた場合に端子接続箇所で破断し難い。よって、本開示の被覆電線は、端子装着状態での耐衝撃性にも優れる。
【００２１】
更に、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｂは、特定の範囲で含むことで、銅合金の鋳造材の結晶組織を微細化する微細化元素として機能する。鋳造材の結晶粒を微細化することにより、塑性加工性を改善して、伸線加工時における断線を抑制することができる。そのため、銅合金線の生産性を向上することができる。従って、本開示の被覆電線は生産性も高い。また、銅合金線において、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｂの過剰含有による導電率や強度の低下を抑制することができることから、導電性及び強度を維持することができる。
【００２２】
（２）本開示の被覆電線の一例として、
前記銅合金は、Ｃ、Ｓｉ及びＭｎから選択される１種以上の元素を合計で１０質量ｐｐｍ以上５００質量ｐｐｍ以下含む形態が挙げられる。
【００２３】
Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎは、特定の範囲で含むことで、Ｆｅ、Ｐ、Ｓｎなどの脱酸剤として機能し、これらの元素の酸化を抑制する。これにより、これらの元素の含有による高導電率及び高強度という効果を適切に得られる。また、上記形態は、Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎの過剰含有による導電率の低下を抑制できることからも、導電性に優れる。従って、上記形態は、導電性及び強度により優れる。
【００２４】
（３）本開示の被覆電線の一例として、
前記銅合金線の引張強さが３８５ＭＰａ以上である形態が挙げられる。
【００２５】
上記形態は、引張強さが高い銅合金線を導体に備えるため、強度に優れる。
【００２６】
（４）本開示の被覆電線の一例として、
前記銅合金線の破断伸びが５％以上である形態が挙げられる。
【００２７】
上記形態は、破断伸びが高い銅合金線を導体に備えるため、耐衝撃性に優れる。その上、銅合金線の破断伸びが高いため、曲げや捻回によっても破断し難く、屈曲性、捻回性にも優れる。
【００２８】
（５）本開示の被覆電線の一例として、
前記銅合金線の導電率が６０％ＩＡＣＳ以上である形態が挙げられる。
【００２９】
上記形態は、導電率が高い銅合金線を導体に備えるため、導電性に優れる。
【００３０】
（６）本開示の被覆電線の一例として、
前記銅合金線の加工硬化指数が０．１以上である形態が挙げられる。
【００３１】
上記形態は、銅合金線の加工硬化指数が０．１以上と大きい。そのため、上記形態は、圧縮加工などの断面減少を伴う塑性加工が施された場合に、加工硬化によって塑性加工箇所の強度を高められる。ここで、本開示の被覆電線は、上述のように銅合金線自体が高強度であるため、圧着端子などの端子が取り付けられた場合に上記端子との固着力が高い（後述の（７）参照）。このことに加えて、加工硬化指数が上述のように大きいため、加工硬化によって導体（撚線）における端子接続箇所の強度を高められる。従って、上記形態は、上記端子をより強固に固着できる。このような被覆電線は、上記端子との固着性により優れる上、衝撃を受けた場合に端子接続箇所で破断し難く、端子装着状態での耐衝撃性にも優れる。
【００３２】
（７）本開示の被覆電線の一例として、
端子固着力が４５Ｎ以上である形態が挙げられる。
端子固着力、後述の（８）、（１３）に記載される端子装着状態での耐衝撃エネルギー、後述の（９）、（１４）に記載される耐衝撃エネルギーの測定方法は後述する。
【００３３】
上記形態は、圧着端子などの端子が取り付けられた場合に端子を強固に固着できる。そのため、上記形態は上記端子との固着性に優れる。従って、上記形態は、導電性及び強度並びに耐衝撃性に優れる上に、端子固着性にも優れる。上記形態は、上述の端子付き電線などに好適に利用できる。
【００３４】
（８）本開示の被覆電線の一例として、
端子が取り付けられた状態での耐衝撃エネルギーが３Ｊ／ｍ以上である形態が挙げられる。
【００３５】
上記形態は、圧着端子などの端子が取り付けられた端子装着状態での耐衝撃エネルギーが高い。そのため、上記形態は、端子装着状態で衝撃を受けた場合でも端子取付箇所で破断し難い。従って、上記形態は、導電性及び強度並びに耐衝撃性に優れる上に、端子装着状態での耐衝撃性にも優れる。上記形態は、上述の端子付き電線などに好適に利用できる。
【００３６】
（９）本開示の被覆電線の一例として、
前記被覆電線のみの耐衝撃エネルギーが６Ｊ／ｍ以上である形態が挙げられる。
【００３７】
上記形態は、被覆電線自体の耐衝撃エネルギーが高い。そのため、上記形態は、衝撃を受けた場合でも破断し難く、耐衝撃性に優れる。
【００３８】
（１０）本開示の端子付き電線は、
上記（１）から（９）のいずれか１つに記載の被覆電線と、前記被覆電線の端部に取り付けられた端子とを備える。
【００３９】
本開示の端子付き電線は、本開示の被覆電線を備える。従って、本開示の端子付き電線は、上述のように導電性及び強度に優れる上に、耐衝撃性にも優れ、生産性も高い。また、本開示の端子付き電線は、本開示の被覆電線を備えるため、上述のように耐疲労性、被覆電線と圧着端子などの端子との固着性、端子装着状態での耐衝撃性にも優れる。
【００４０】
（１１）本開示の銅合金線は、
Ｆｅを０．１質量％以上１．６質量％以下、
Ｐを０．０５質量％以上０．７質量％以下、
Ｓｎを０．０５質量％以上０．７質量％以下含有し、
更に、Ｚｒ、Ｔｉ及びＢから選択される１種以上の元素を合計で１０００質量ｐｐｍ以下含み、
残部がＣｕ及び不純物からなる銅合金から構成され、
線径が０．５ｍｍ以下である。
【００４１】
本開示の銅合金線は、銅系材料から構成される細径の線材である。そのため、本開示の銅合金線は、単線又は撚線の状態で電線などの導体に利用される場合に、導電性及び強度に優れる上に電線などの軽量化に寄与する。特に、本開示の銅合金線は、Ｆｅ、Ｐ、Ｓｎを特定の範囲で含む特定の組成の銅合金から構成されている。よって、本開示の銅合金線は、上述のように導電性及び強度により優れる上に耐衝撃性にも優れる。従って、本開示の銅合金線を電線の導体に利用することで、導電性及び強度に優れる上に耐衝撃性にも優れる電線、更には耐疲労性、圧着端子などの端子との固着性、端子装着状態での耐衝撃性にも優れる電線を構築できる。
【００４２】
更に、本開示の銅合金線は、微細化元素としてＺｒ、Ｔｉ、Ｂを特定の範囲で含むことで、上述のように銅合金の鋳造材の結晶組織を微細化できる。鋳造材の結晶粒を微細化することにより、塑性加工性を改善して、伸線加工時における断線を抑制することができる。従って、本開示の銅合金線は生産性も高い。また、本開示の銅合金線は、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｂの過剰含有による導電率や強度の低下を抑制することができるので、導電性及び強度を維持することができる。
【００４３】
（１２）本開示の銅合金撚線は、
上記（１１）に記載の銅合金線が複数撚り合わされてなる。
【００４４】
本開示の銅合金撚線は、上記（１１）に記載される銅合金線の組成及び特性を実質的に維持している。そのため、本開示の銅合金撚線は、導電性及び強度に優れる上に耐衝撃性にも優れる。従って、本開示の銅合金撚線を電線の導体に利用することで、導電性及び強度に優れる上に耐衝撃性にも優れる電線、更には耐疲労性、圧着端子などの端子との固着性、端子装着状態での耐衝撃性にも優れる電線を構築できる。
【００４５】
（１３）本開示の銅合金撚線の一例として、
端子が取り付けられた状態での耐衝撃エネルギーが１．５Ｊ／ｍ以上である形態が挙げられる。
【００４６】
上記形態は、端子装着状態での耐衝撃エネルギーが高い。このような上記形態の銅合金撚線を導体とし、絶縁被覆層を備える被覆電線とすれば、端子装着状態での耐衝撃エネルギーがより高い被覆電線、代表的には上述の（８）に記載される被覆電線を構築できる。従って、上記形態は、導電性及び強度並びに耐衝撃性に優れる上に、端子装着状態での耐衝撃性により優れる被覆電線や端子付き電線などの導体に好適に利用できる。
【００４７】
（１４）本開示の銅合金撚線の一例として、
前記銅合金撚線のみの耐衝撃エネルギーが４Ｊ／ｍ以上である形態が挙げられる。
【００４８】
上記形態は、銅合金撚線自体の耐衝撃エネルギーが高い。このような上記形態の銅合金撚線を導体とし、絶縁被覆層を備える被覆電線とすれば、耐衝撃エネルギーがより高い被覆電線、代表的には上述の（９）に記載される被覆電線を構築できる。従って、上記形態は、導電性及び強度に優れる上に、耐衝撃性により優れる被覆電線や端子付き電線などの導体に好適に利用できる。
【００４９】
（１５）本開示の銅合金線の製造方法は、
銅合金の溶湯を連続鋳造して鋳造材を作製する工程を備え、
前記銅合金は、Ｆｅを０．１質量％以上１．６質量％以下、Ｐを０．０５質量％以上０．７質量％以下、Ｓｎを０．０５質量％以上０．７質量％以下含有し、更に、Ｚｒ、Ｔｉ及びＢから選択される１種以上の元素を合計で１０００質量ｐｐｍ以下含み、残部がＣｕ及び不純物からなり、
更に、前記鋳造材に伸線加工を施して伸線材を作製する工程と、
前記伸線材に熱処理を施す工程とを備える。
【００５０】
本開示の銅合金線の製造方法は、Ｆｅ、Ｐ、Ｓｎを特定の範囲で含む特定の組成の銅合金から構成される銅合金線が得られる。このような銅合金線は、上述のように導電性及び強度により優れる上に耐衝撃性にも優れる。従って、本開示の製造方法により製造された銅合金線を単線又は撚線の状態で電線などの導体に利用した場合、導電性及び強度に優れる上に耐衝撃性にも優れる電線、更には耐疲労性、圧着端子などの端子との固着性、端子装着状態での耐衝撃性にも優れる電線を製造できる。
【００５１】
更に、本開示の銅合金線の製造方法は、微細化元素として機能するＺｒ、Ｔｉ、Ｂを特定の範囲で含む銅合金の鋳造材を出発材とする。そのため、上述のように鋳造材の結晶組織を微細化することができる。鋳造材の結晶粒を微細化することにより、塑性加工性を改善して、伸線加工時における断線を抑制することができる。よって、本開示の製造方法は、銅合金線を生産性よく製造できる。
【００５２】
（１６）本開示の銅合金線の製造方法の一例として、
前記鋳造材の結晶組織において、短辺が２００μｍ以下である結晶粒の占める個数割合が５０％以上である形態が挙げられる。
【００５３】
上記形態は、短辺が２００μｍ以下の微細結晶粒の占める個数割合が大きいことで、鋳造材の塑性加工性を十分に改善できる。そのため、上記形態は、伸線加工時における断線を効果的に抑制することができる。
【００５４】
「鋳造材の結晶組織」とは、鋳造材の鋳造方向に直交する横断面の結晶組織のことである。横断面の結晶組織を観察した場合に、結晶粒の最大径を示す線分を長辺とし、この長辺に対して垂直な方向における結晶粒の最大幅を示す線分を短辺とする。上記微細結晶粒の個数割合、次述する（１７）に記載される鋳造材の平均結晶粒径の測定方法は後述する。
【００５５】
（１７）本開示の銅合金線の製造方法の一例として、
前記鋳造材の平均結晶粒径が２００μｍ以下である形態が挙げられる。
【００５６】
上記形態は、鋳造材の平均結晶粒径が小さいことで、鋳造材の塑性加工性がより向上する。そのため、上記形態は、伸線加工時における断線をより抑制することができる。
【００５７】
［本開示の実施形態の詳細］
以下、適宜、図面を参照して、本開示に係る実施形態を詳細に説明する。図中、同一符号は同一名称物を示す。元素の含有量は、断りが無い限り質量割合（質量％又は質量ｐｐｍ）とする。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【００５８】
［銅合金線］
（組成）
実施形態の銅合金線１は、被覆電線３などの電線の導体に利用されるものである（図１）。銅合金線１は、特定の添加元素を特定の範囲で含む銅合金から構成される。上記銅合金は、Ｆｅを０．１％以上１．６％以下、Ｐを０．０５％以上０．７％以下、Ｓｎを０．０５％以上０．７％以下含有するＣｕ−Ｆｅ−Ｐ−Ｓｎ系のＣｕ（銅）合金である。更に、上記銅合金は、微細化元素として、Ｚｒ、Ｔｉ及びＢから選択される１種以上の元素を合計で１０００ｐｐｍ以下含む。上記銅合金は、不純物を含むことを許容する。「不純物」とは主として不可避なものをいう。以下、元素ごとに詳細に説明する。
【００５９】
・Ｆｅ（鉄）
Ｆｅは、主として、母相であるＣｕに析出して存在し、引張強さといった強度の向上に寄与する。
Ｆｅを０．１％以上含有すると、Ｆｅ及びＰを含む析出物などを良好に生成でき、析出強化によって強度に優れる銅合金線１とすることができる。かつ、上記の析出によってＰの母相への固溶を抑制して、高い導電率を有する銅合金線１とすることができる。Ｐ量や製造条件にもよるが、Ｆｅの含有量が多いほど、銅合金線１の強度が高くなり易い。高強度化などを望む場合には、Ｆｅの含有量を０．２％以上、更に０．３５％超、０．４％以上、０．４５％以上とすることができる。
Ｆｅを１．６％以下の範囲で含有すると、Ｆｅを含む析出物などの粗大化を抑制し易い。析出物などの粗大化が抑制される結果、粗大な析出物を起点とする破断を低減できて強度に優れる上に、製造過程では伸線加工時などに断線し難く、製造性にも優れる。Ｐ量や製造条件にもよるが、Ｆｅの含有量が少ないほど、上述の析出物の粗大化などを抑制し易い。析出物の粗大化の抑制（破断、断線の低減）などを望む場合には、Ｆｅの含有量を１．５％以下、更に１．２％以下、１．０％以下、０．９％未満とすることができる。
Ｆｅの含有量の範囲は、０．１％以上１．６％以下であり、更に０．２％以上１．５％以下、０．３５％超１．２％以下、０．４％以上１．０％以下、０．４５％以上０．９％未満が挙げられる。
【００６０】
・Ｐ（リン）
Ｐは、主としてＦｅと共に析出物として存在して引張強さといった強度の向上に寄与する、即ち主として析出強化元素として機能する。
Ｐを０．０５％以上含有すると、Ｆｅ及びＰを含む析出物などを良好に生成でき、析出強化によって強度に優れる銅合金線１とすることができる。Ｆｅ量や製造条件にもよるが、Ｐの含有量が多いほど、銅合金線１の強度が高くなり易い。高強度化などを望む場合には、Ｐの含有量を０．１％超、更に０．１１％以上、０．１２％以上とすることができる。なお、含有するＰのうちの一部が脱酸剤として機能し、母相に酸化物として存在することを許容する。
Ｐを０．７％以下の範囲で含有すると、Ｆｅ及びＰを含む析出物などの粗大化を抑制し易い。その結果、破断や断線を低減することができる。Ｆｅ量や製造条件にもよるが、Ｐの含有量が少ないほど、上述の析出物の粗大化を抑制し易い。析出物の粗大化の抑制（破断、断線の低減）などを望む場合には、Ｐの含有量を０．６％以下、更に０．５％以下、０．３５％以下、更に０．３％以下、０．２５％以下とすることができる。
Ｐの含有量の範囲は、０．０５％以上０．７％以下であり、更に０．１％超０．６％以下、０．１１％以上０．５％以下、０．１１％以上０．３％以下、０．１２％以上０．２５％以下が挙げられる。
【００６１】
・Ｆｅ／Ｐ
Ｆｅ及びＰを上述の特定の範囲で含有することに加えて、Ｐに対してＦｅを適切に含むことが好ましい。Ｐに対してＦｅを同等又はそれ以上含むことで、ＦｅとＰとを化合物として存在させ易い。その結果、析出強化による強度向上効果が適切に得られる。また、過剰のＰが母相に固溶することによる導電率の低下を抑制して、高い導電率の維持効果を適切に得ることができる。よって、導電性に優れる上に高強度な銅合金線１とすることができる。
具体的には、Ｆｅの含有量とＰの含有量との質量比Ｆｅ／Ｐが１以上であることが挙げられる。Ｆｅ／Ｐが１以上であれば、上述のように析出強化による強度向上効果が良好に得られて強度に優れる。更なる高強度化などを望む場合には、Ｆｅ／Ｐを１．５以上、更に２以上、２．２以上とすることができる。Ｆｅ／Ｐが２以上であると導電性により優れる傾向にある。Ｆｅ／Ｐが４以上であれば、導電性に優れる上に高強度である。Ｆｅ／Ｐが大きいほど、導電性により優れる傾向にあり、Ｆｅ／Ｐを４超、更に４．１以上とすることができる。Ｆｅ／Ｐは例えば３０以下の範囲で選択できる。Ｆｅ／Ｐが２０以下、更に１０以下であると、過剰なＦｅによる析出物の粗大化などを抑制し易い。
Ｆｅ／Ｐは、例えば１以上３０以下であり、更に２以上２０以下、４以上１０以下が挙げられる。
【００６２】
・Ｓｎ（スズ）
Ｓｎは、主として、母相であるＣｕに固溶して存在し、引張強さといった強度の向上に寄与する、即ち主として固溶強化元素として機能する。
Ｓｎを０．０５％以上含有すると、強度により優れる銅合金線１とすることができる。Ｓｎの含有量が多いほど、強度が高くなり易い。高強度化を望む場合には、Ｓｎの含有量を０．０８％以上、更に０．１％以上、０．１２％以上とすることができる。
Ｓｎを０．７％以下の範囲で含有すると、Ｓｎが母相に過剰に固溶することによる導電率の低下を抑制し易い。そのため、導電率が高い銅合金線１とすることができる。また、Ｓｎの過剰固溶に起因する加工性の低下を抑制することができる。よって、伸線加工などの塑性加工が行い易く、製造性にも優れる。高導電性、良好な加工性などを望む場合には、Ｓｎの含有量を０．６％以下、更に０．５５％以下、０．５％以下とすることができる。
Ｓｎの含有量の範囲は、０．０５％以上０．７％以下であり、更に０．０８％以上０．６％以下、０．１％以上０．５５％以下、０．１２％以上０．５％以下が挙げられる。
【００６３】
実施形態の銅合金線１は、上述のように析出強化や固溶強化によって高強度である。そのため、製造過程で人工時効と軟化とを行った場合にも、高い強度を有しながら高い伸びなども有して、高強度、高靭性な銅合金線１とすることができる。
【００６４】
・Ｚｒ（ジルコニウム）、Ｔｉ（チタン）、Ｂ（ホウ素）
Ｚｒ、Ｔｉ、Ｂは、主として、銅合金の鋳造材において結晶組織の微細化に寄与し、微細化元素として機能する。
Ｚｒ、Ｔｉ、Ｂを合計で１０００ｐｐｍ以下含むことで、銅合金の鋳造材の結晶組織を微細化する効果が得られる。鋳造材の結晶粒を微細化することにより、塑性加工性を改善して、伸線加工時における断線を抑制することができる。よって、銅合金線１の生産性が向上する。また、合計の含有量が１０００ｐｐｍ以下であれば、微細化元素の過剰含有による導電率や強度の低下を抑制でき、導電性及び強度を維持できる。
上述の微細化元素の合計含有量が少ないほど、導電性に優れる傾向があり、合計含有量を８００ｐｐｍ以下、更に６００ｐｐｍ以下、５００ｐｐｍ以下とすることができる。上述の微細化元素は、結晶粒の微細化効果が得られる範囲で含有していればよく、合計含有量は例えば１００ｐｐｍ以上することが挙げられる。
上述の微細化元素の合計含有量の範囲は、０超１０００ｐｐｍ以下であり、更に１００ｐｐｍ以上８００ｐｐｍ以下、１００ｐｐｍ以上６００ｐｐｍ以下、１００ｐｐｍ以上５００ｐｐｍ以下が挙げられる。
【００６５】
・Ｃ（炭素）、Ｓｉ（ケイ素）、Ｍｎ（マンガン）
実施形態の銅合金線１を構成する銅合金は、Ｆｅ、Ｐ、Ｓｎなどに対して脱酸剤として機能する脱酸元素を含むことができる。具体的には、脱酸元素としてＣ、Ｓｉ、Ｍｎが挙げられる。銅合金は、Ｃ、Ｓｉ及びＭｎから選択される１種以上の元素を合計で１０ｐｐｍ以上５００ｐｐｍ以下含むことが挙げられる。
【００６６】
ここで、製造過程（例えば鋳造工程）での雰囲気を大気雰囲気などの酸素含有雰囲気とすると、Ｆｅ、Ｐ、Ｓｎなどの元素が酸化する恐れがある。これらの元素が酸化物となると、上述の析出物などを適切に形成できなかったり、母相に固溶できなかったりする。結果的に、Ｆｅ及びＰの含有による高導電性及び高強度化、並びにＳｎの含有による固溶強化という効果を適切に得られない恐れがある。これらの酸化物が伸線加工時などに破断の起点となり、製造性の低下を招く恐れもある。上述の脱酸元素を少なくとも１種、好ましくは２種（この場合、ＣとＭｎ又はＣとＳｉが好ましい）、より好ましくは３種全てを特定の範囲で含むとよい。そうすることで、Ｆｅ及びＰの析出による析出強化と高導電性の確保、Ｓｎの固溶強化をより確実に図り、導電性に優れ、高強度な銅合金線１とすることができる。
【００６７】
上述の脱酸元素の合計含有量が１０ｐｐｍ以上であれば、上述のＦｅ、Ｓｎなどの元素の酸化を抑制できる。合計含有量が多いほど、脱酸効果を得易く、２０ｐｐｍ以上、更に３０ｐｐｍ以上とすることができる。
合計含有量が５００ｐｐｍ以下であれば、脱酸元素の過剰含有による導電性の低下を招き難く、導電性に優れる。合計含有量が少ないほど、導電性の低下を抑制し易いことから、３００ｐｐｍ以下、更に２００ｐｐｍ以下、１５０ｐｐｍ以下とすることができる。
上述の脱酸元素の合計含有量の範囲は、例えば１０ｐｐｍ以上５００ｐｐｍ以下であり、更に２０ｐｐｍ以上３００ｐｐｍ以下、３０ｐｐｍ以上２００ｐｐｍ以下が挙げられる。
【００６８】
Ｃのみの含有量は、１０ｐｐｍ以上３００ｐｐｍ以下、更に１０ｐｐｍ以上２００ｐｐｍ以下、特に３０ｐｐｍ以上１５０ｐｐｍ以下が好ましい。
Ｍｎのみの含有量、又はＳｉのみの含有量は、５ｐｐｍ以上１００ｐｐｍ以下、更に５ｐｐｍ超５０ｐｐｍ以下が好ましい。Ｍｎ及びＳｉの合計含有量は、１０ｐｐｍ以上２００ｐｐｍ以下、更に１０ｐｐｍ超１００ｐｐｍ以下が好ましい。
Ｃ、Ｍｎ、Ｓｉをそれぞれ上述の範囲で含有すると、脱酸効果を良好に得易い。例えば、銅合金中の酸素の含有量を２０ｐｐｍ以下、１５ｐｐｍ以下、更に１０ｐｐｍ以下とすることができる。
【００６９】
（組織）
実施形態の銅合金線１を構成する銅合金の組織として、Ｆｅ及びＰを含む析出物や晶出物が分散する組織が挙げられる。銅合金が析出物などの分散組織、好ましくは微細な析出物などが均一的に分散する組織を有することで、析出強化による高強度化、Ｐなどの母相への固溶低減による高い導電率の確保を期待できる。
【００７０】
更に、上記銅合金の組織として、微細な結晶組織が挙げられる。この場合、上述の析出物などが均一的に分散して存在し易く、更なる高強度化が期待できる。また、破断の起点となり得る粗大結晶粒が少なく破断し難い。そのため、伸びといった靭性も高くなり易く、耐衝撃性により優れると期待される。更に、この場合、実施形態の銅合金線１を被覆電線３などの電線の導体とし、この導体に圧着端子などの端子を取り付けると、端子を強固に固着できて、端子固着力を高め易い。
【００７１】
具体的には、銅合金線１の平均結晶粒径が１０μｍ以下であると、上述の効果を得易く、７μｍ以下、更に５μｍ以下とすることができる。結晶粒径は、例えば、組成（Ｆｅ、Ｐ、Ｓｎの含有量、Ｆｅ／Ｐの値など、以下同様）に応じて製造条件（加工度や熱処理温度など、以下同様）を調整することで、所定の大きさにすることができる。
【００７２】
銅合金線の平均結晶粒径は、以下のように測定する。銅合金線の長手方向に直交する横断面にクロスセクションポリッシャ（ＣＰ）加工を施し、この横断面を金属顕微鏡や走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察する。観察像から、所定の面積の観察範囲をとり、観察範囲内に存在する全ての結晶粒について個々の面積を測定する。各々の結晶粒の面積と等価面積を有する円の直径を結晶粒径として算出し、その平均値を平均結晶粒径とする。この結晶粒径の算出は、市販の画像処理装置を利用できる。観察範囲は、結晶粒が５０個以上含まれる範囲、又は横断面の全体とすることができる。このように観察範囲を十分に広くすることで、結晶以外のもの（析出物など）に起因する誤差を十分に小さくすることができる。
【００７３】
（線径）
実施形態の銅合金線１は、製造過程で伸線加工時の加工度（断面減少率）などを調整することで、その線径を所定の大きさにすることができる。特に、銅合金線１が線径０．５ｍｍ以下の細線であれば、軽量化が望まれる電線の導体、例えば自動車に配線される電線用導体などに好適に利用できる。上記線径を０．３５ｍｍ以下、更に０．２５ｍｍ以下とすることができる。
【００７４】
（断面形状）
実施形態の銅合金線１の横断面の形状は、適宜選択できる。銅合金線１の代表例として、横断の面形状が円形状の丸線が挙げられる。横断面の形状は、伸線加工に用いるダイスの形状や、銅合金線１を圧縮撚線とする場合には成形金型の形状などによって変化する。銅合金線１を、例えば、横断面の形状が長方形などの四角形状の角線、六角形といった多角形状や楕円形状などの異形線とすることができる。圧縮撚線を構成する銅合金線１では、代表的にはその横断面の形状が不定形な異形線である。
【００７５】
（特性）
・引張強さ、破断伸び、導電率
実施形態の銅合金線１は、上述の特定の組成の銅合金で構成されることで、導電性に優れる上に、高強度である。また、実施形態の銅合金線１は、適宜な熱処理が施されて製造されることで、高強度、高靭性、高導電率をバランスよく備える。このような実施形態の銅合金線１は、被覆電線３などの導体に好適に利用できる。銅合金線１は、引張強さが３８５ＭＰａ以上であること、破断伸びが５％以上であること、及び導電率が６０％ＩＡＣＳ以上であることの少なくとも１つ、好ましくは２つ、より好ましくは３つ全てを満たすことが挙げられる。銅合金線１の一例として、導電率が６０％ＩＡＣＳ以上であり、引張強さが３８５ＭＰａ以上であるものが挙げられる。又は、銅合金線１の一例として、破断伸びが５％以上であるものが挙げられる。引張強さが３９０ＭＰａ以上、更に３９５ＭＰａ以上、特に４００ＭＰａ以上であると、より高強度である。
【００７６】
より高強度を望む場合には、引張強さを４０５ＭＰａ以上、４１０ＭＰａ以上、更に４１５ＭＰａ以上とすることができる。
より高靭性を望む場合には、破断伸びを６％以上、７％以上、８％以上、９．５％以上、更に１０％以上とすることができる。
より高導電率を望む場合には、導電率を６２％ＩＡＣＳ以上、６３％ＩＡＣＳ以上、更に６５％ＩＡＣＳ以上とすることができる。
【００７７】
・加工硬化指数
実施形態の銅合金線１の一例として、加工硬化指数が０．１以上であるものが挙げられる。
加工硬化指数とは、引張試験の試験力を単軸方向に適用したときの塑性ひずみ域における真応力σと真ひずみεとの式σ＝Ｃ×εｎにおいて、真ひずみεの指数ｎとして定義される。上記式において、Ｃは強度定数である。
上記の指数ｎは、市販の引張試験機を用いて引張試験を行い、Ｓ−Ｓ曲線を作成することで求められる（ＪＩＳ  Ｇ  ２２５３（２０１１）も参照）。
【００７８】
加工硬化指数が大きいほど、加工硬化し易く、加工部分では、加工硬化による強度向上効果を得られる。例えば、銅合金線１を被覆電線３などの電線の導体に用いて、この導体に圧着端子などの端子を取り付けた場合、導体における端子取付箇所は、圧縮加工などの塑性加工が施された加工部分となる。この加工部分は、圧縮加工などの断面減少を伴う塑性加工が施されているものの、上記塑性加工前よりも硬くなっており、強度が高められている。従って、この加工部分、即ち上記導体における端子取付箇所及びその近傍が強度の弱点となることを低減できる。加工硬化指数が０．１１以上、更に０．１２以上、０．１３以上であると、加工硬化による強度向上効果を得易い。組成や製造条件によっては、導体における端子取付箇所は、導体における本線箇所と同等程度の強度を維持することが期待できる。加工硬化指数は、組成や製造条件で変わるため、上限は特に定めない。
【００７９】
引張強さ、破断伸び、導電率、加工硬化指数は、組成や製造条件を調整することで所定の大きさにすることができる。例えば、Ｆｅ、Ｐ、Ｓｎの含有量を多くしたり、伸線加工度を高めたり（線径を小さくしたり）すると、引張強さが高くなる傾向にある。例えば、伸線後に熱処理を行う場合に熱処理温度を高めると、破断伸び及び導電率が高くなり、引張強さが低くなる傾向にある。
【００８０】
・溶接性
実施形態の銅合金線１は、溶接性に優れるという効果も奏する。例えば、銅合金線１や後述の銅合金撚線１０を電線の導体に利用して、この導体から分岐をとるために別の導体線などを溶接した場合に溶接箇所が破断し難く、溶接強度が高い。
【００８１】
［銅合金撚線］
実施形態の銅合金撚線１０は、実施形態の銅合金線１を素線とするものであり、銅合金線１が複数撚り合わされてなる。銅合金撚線１０は、素線である銅合金線１の組成や組織、特性を実質的に維持している。銅合金撚線１０は、その断面積が素線１本の場合よりも大きくなり易いため、耐衝撃力を増大できて耐衝撃性により優れる。また、銅合金撚線１０は、同じ断面積を有する単線と比較して、曲げや捻じりなどを行い易く、屈曲性、捻回性にも優れている。そのため、銅合金撚線１０を電線の導体に用いると、配策時や繰り返しの曲げなどで断線が生じ難い。更に、銅合金撚線１０は、上述のように加工硬化し易い銅合金線１が複数撚り合わされている。そのため、銅合金撚線１０を被覆電線３などの電線の導体に用いて、この導体に圧着端子などの端子を取り付けた場合に、上記端子をより強固に固着することができる。図１では、７本の同心撚りの銅合金撚線１０を例示するが、銅合金線１の撚り合わせ本数、撚り方法は適宜変更できる。
【００８２】
銅合金撚線１０は、撚り合わせた後に圧縮成形された圧縮撚線（図示せず）とすることができる。圧縮撚線は、撚り合わせ状態の安定性に優れるため、圧縮撚線を被覆電線３などの電線の導体とする場合、導体の外周に絶縁被覆層２などを形成し易い。また、圧縮撚線は、単に撚り合わせた場合よりも機械的特性により優れる傾向にある上に小径にできる。
【００８３】
銅合金撚線１０の線径、断面積、撚りピッチなどは、銅合金線１の線径や断面積、撚り合わせ本数などに応じて適宜選択できる。
銅合金撚線１０の断面積が例えば０．０３ｍｍ２以上であれば、導体断面積が大きいため、電気抵抗が小さく導電性に優れる。また、銅合金撚線１０を被覆電線３などの電線の導体に用いて、この導体に圧着端子などの端子を取り付ける場合に断面積がある程度大きいため、上記端子を取り付け易い。更に、上述のように銅合金撚線１０に上記端子を強固に固着できる上に、端子装着状態での耐衝撃性にも優れる。上記断面積を０．１ｍｍ２以上とすることができる。上記断面積が例えば０．５ｍｍ２以下であれば、軽量な銅合金撚線１０とすることができる。
銅合金撚線１０の撚りピッチが例えば１０ｍｍ以上であれば、素線（銅合金線１）が線径０．５ｍｍ以下の細線であっても撚り合わせ易く、銅合金撚線１０の製造性に優れる。上記撚りピッチが例えば２０ｍｍ以下であれば、曲げなどを行った場合にも撚りがほぐれず、屈曲性に優れる。
【００８４】
・端子装着状態での耐衝撃エネルギー
実施形態の銅合金撚線１０は、上述のように特定の銅合金から構成される銅合金線１を素線とする。従って、銅合金撚線１０は、被覆電線などの導体に利用されて、この導体の端部に圧着端子などの端子が取り付けられた状態で衝撃を受けた場合に端子取付箇所近傍で破断し難い。定量的には、銅合金撚線１０において、上記端子が取り付けられた状態での耐衝撃エネルギー（端子装着状態での耐衝撃エネルギー）が１．５Ｊ／ｍ以上であることが挙げられる。端子装着状態での耐衝撃エネルギーが大きいほど、衝撃を受けた場合に上述の端子取付箇所近傍で破断し難い。このような銅合金撚線１０を導体とすれば、端子装着状態での耐衝撃性に優れる被覆電線などを構築できる。銅合金撚線１０における端子装着状態での耐衝撃エネルギーは、１．６Ｊ／ｍ以上、更に１．７Ｊ／ｍ以上が好ましく、上限は特に定めない。
【００８５】
・耐衝撃エネルギー
実施形態の銅合金撚線１０は、上述のように特定の銅合金から構成される銅合金線１を素線とするため、衝撃などを受けた場合に破断し難い。定量的には、銅合金撚線１０のみの耐衝撃エネルギーが４Ｊ／ｍ以上であることが挙げられる。耐衝撃エネルギーが大きいほど、衝撃を受けた場合に銅合金撚線１０自体が破断し難い。このような銅合金撚線１０を導体とすれば、耐衝撃性に優れる被覆電線などを構築できる。銅合金撚線１０における耐衝撃エネルギーは、４．２Ｊ／ｍ以上、更に４．５Ｊ／ｍ以上が好ましく、上限は特に定めない。
【００８６】
なお、単線の銅合金線１についても、端子装着状態での耐衝撃エネルギーや端子が取り付けられてない銅合金線１のみの耐衝撃エネルギーが上述の範囲を満たすことが好ましい。実施形態の銅合金撚線１０は、単線の銅合金線１と比較して、端子装着状態での耐衝撃エネルギーや耐衝撃エネルギーが高い傾向にある。
【００８７】
［被覆電線］
実施形態の銅合金線１や銅合金撚線１０は、そのままでも導体に利用できるが、外周に絶縁被覆層を備えると、絶縁性に優れる。実施形態の被覆電線３は、導体と、導体の外側に設けられた絶縁被覆層２とを備え、導体が実施形態の銅合金撚線１０である。別の実施形態の被覆電線として、導体が銅合金線１（単線）であるものが挙げられる。図１では、導体に銅合金撚線１０を備える場合を例示する。
【００８８】
絶縁被覆層２を構成する絶縁材料は、例えば、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）やノンハロゲン樹脂（例えば、ポリプロピレン（ＰＰ））、難燃性に優れる材料などが挙げられる。公知の絶縁材料が利用できる。
絶縁被覆層２の厚さは、所定の絶縁強度に応じて適宜選択でき、特に限定されない。
【００８９】
・端子固着力
実施形態の被覆電線３は、上述のように特定の銅合金から構成される銅合金線１を素線とする銅合金撚線１０を導体に備える。従って、圧着端子などの端子を取り付けた状態において、端子を強固に固着することができる。定量的には、端子固着力が４５Ｎ以上であることが挙げられる。端子固着力が大きいほど、端子を強固に固着でき、被覆電線３（導体）と端子との接続状態を維持し易く好ましい。端子固着力は５０Ｎ以上、５５Ｎ超、更に５８Ｎ以上が好ましく、上限は特に定めない。
【００９０】
・端子装着状態での耐衝撃エネルギー
実施形態の被覆電線３における端子装着状態での耐衝撃エネルギー、被覆電線３のみの耐衝撃エネルギーは、絶縁被覆層２を備えていない裸の導体、即ち実施形態の銅合金撚線１０に比較して高い傾向にある。絶縁被覆層２の構成材料や厚さなどによっては、上記裸の導体と比較して、被覆電線３における端子装着状態での耐衝撃エネルギー、被覆電線３のみの耐衝撃エネルギーを更に高められる場合がある。定量的には、被覆電線３における端子装着状態での耐衝撃エネルギーが３Ｊ／ｍ以上であることが挙げられる。被覆電線３における端子装着状態での耐衝撃エネルギーは、大きいほど衝撃を受けた場合に端子取付箇所近傍で破断し難く、３．２Ｊ／ｍ以上、更に３．５Ｊ／ｍ以上が好ましく、上限は特に定めない。
【００９１】
・耐衝撃エネルギー
また、定量的には、被覆電線３のみの耐衝撃エネルギー（以下、本線の耐衝撃エネルギーと呼ぶことがある）が６Ｊ／ｍ以上であることが挙げられる。本線の耐衝撃エネルギーは、大きいほど衝撃を受けた場合に破断し難く、６．５Ｊ／ｍ以上、更に７Ｊ／ｍ以上、８Ｊ／ｍ以上が好ましく、上限は特に定めない。
【００９２】
被覆電線３から絶縁被覆層２を除去して導体のみの状態、即ち銅合金撚線１０のみの状態とし、この導体における端子装着状態での耐衝撃エネルギー、導体のみの耐衝撃エネルギーを測定した場合、上述の銅合金撚線１０と実質的に同様の値をとる。具体的には、被覆電線３に備える導体の端子装着状態での耐衝撃エネルギーが１．５Ｊ／ｍ以上である形態、被覆電線３に備える導体の耐衝撃エネルギーが４Ｊ／ｍ以上である形態が挙げられる。
【００９３】
なお、単線の銅合金線１を導体に備える被覆電線においても、端子固着力、端子装着状態での耐衝撃エネルギー、本線の耐衝撃エネルギーの少なくとも一つが上述の範囲を満たすことが好ましい。導体を銅合金撚線１０とする実施形態の被覆電線３は、単線の銅合金線１を導体とする被覆電線よりも、端子固着力、端子装着状態での耐衝撃エネルギー、本線の耐衝撃エネルギーがより高い傾向にある。
【００９４】
実施形態の被覆電線３などにおける端子固着力、端子装着状態での耐衝撃エネルギー、本線の耐衝撃エネルギーは、銅合金線１の組成や製造条件、絶縁被覆層２の構成材料や厚さなどを調整することで、所定の大きさにすることができる。例えば、上述の引張強さ、破断伸び、導電率、加工硬化指数などの特性が上述の特定の範囲を満たすように、銅合金線１の組成や製造条件を調整することが挙げられる。
【００９５】
［端子付き電線］
実施形態の端子付き電線４は、図２に示すように、実施形態の被覆電線３と、被覆電線３の端部に取り付けられた端子５とを備える。ここでは、端子５として、一端に雌型又は雄型の嵌合部５２を備え、他端に絶縁被覆層２を把持するインシュレーションバレル部５４を備え、中間部に導体（図２では銅合金撚線１０）を把持するワイヤバレル部５０を備える圧着端子を例示する。圧着端子は、被覆電線３の端部において絶縁被覆層２が除去されて露出された導体の端部に圧着されて、導体と電気的及び機械的に接続される。端子５は、圧着端子などの圧着型の他、溶融した導体が接続される溶融型などが挙げられる。別の実施形態の端子付き電線として、上述の銅合金線１（単線）を導体とする被覆電線を備えるものが挙げられる。
【００９６】
端子付き電線４は、被覆電線３ごとに一つの端子５が取り付けられた形態（図２参照）の他、複数の被覆電線３に対して一つの端子５を備える形態が挙げられる。即ち、端子付き電線４は、被覆電線３を一つ、及び端子５を一つ備える形態の他、複数の被覆電線３と一つの端子５とを備える形態、複数の被覆電線３と複数の端子５とを備える形態が挙げられる。複数の電線を備える場合は、結束具などによって複数の電線を束ねると、端子付き電線４を取り扱い易い。
【００９７】
［銅合金線、銅合金撚線、被覆電線、端子付き電線の特性］
実施形態の銅合金撚線１０の各素線、被覆電線３の導体を構成する各素線、端子付き電線４の導体を構成する各素線は、いずれも銅合金線１の組成、組織、特性を維持する、又は同等程度の特性を有する。そのため、上記の各素線の一例として、引張強さが３８５ＭＰａ以上であること、破断伸びが５％以上であること、及び導電率が６０％ＩＡＣＳ以上であることの少なくとも１つを満たす形態が挙げられる。
【００９８】
端子付き電線４の端子固着力、端子装着状態での耐衝撃エネルギーの測定に用いる端子として、端子付き電線４自体に備える圧着端子などの端子５を利用することができる。
【００９９】
［銅合金線、銅合金撚線、被覆電線、端子付き電線の用途］
実施形態の被覆電線３は、各種の電気機器の配線部分などに利用できる。特に、実施形態の被覆電線３は、端部に端子５が取り付けられた状態で使用される用途、例えば、自動車や飛行機等の搬送機器、産業用ロボット等の制御機器などの配線に好適に利用できる。実施形態の端子付き電線４は、上記搬送機器、制御機器といった各種の電気機器の配線に利用できる。このような実施形態の被覆電線３や端子付き電線４は、自動車用ワイヤーハーネスなどの各種のワイヤーハーネスの構成要素に好適に利用できる。実施形態の被覆電線３や端子付き電線４を備えるワイヤーハーネスは、端子５との接続状態を良好に維持し易く、信頼性を高められる。実施形態の銅合金線１、実施形態の銅合金撚線１０は、被覆電線３や端子付き電線４などの電線の導体に利用できる。
【０１００】
［効果］
実施形態の銅合金線１は、Ｆｅ、Ｐ、Ｓｎを特定の範囲で含む特定の組成の銅合金から構成されている。よって、銅合金線１は、導電性及び強度に優れる上に、耐衝撃性にも優れる。更に、微細化元素としてＺｒ、Ｔｉ、Ｂを特定の範囲で含むことで、銅合金の鋳造材の結晶組織を微細化でき、伸線加工時における断線を抑制できるので、銅合金線１の生産性も高い。このような銅合金線１を素線とする実施形態の銅合金撚線１０も同様に、導電性及び強度に優れる上に、耐衝撃性にも優れ、生産性も高い。
実施形態の被覆電線３は、導体に、実施形態の銅合金線１を素線とする実施形態の銅合金撚線１０を備える。そのため、被覆電線３は、導電性及び強度に優れる上に耐衝撃性にも優れ、生産性も高い。また、被覆電線３は、圧着端子などの端子５が取り付けられた場合に、端子５を強固に固着できる上に、端子５の装着状態での耐衝撃性にも優れる。
実施形態の端子付き電線４は、実施形態の被覆電線３を備える。そのため、端子付き電線４は、導電性及び強度に優れる上に耐衝撃性にも優れ、生産性も高い。更に、端子付き電線４は、端子５を強固に固着できる上に、端子５の装着状態での耐衝撃性にも優れる。
【０１０１】
［製造方法］
実施形態の銅合金線１、銅合金撚線１０、被覆電線３、端子付き電線４は、例えば、以下の工程を備える製造方法によって製造できる。以下、各工程の概要を列挙する。
【０１０２】
（銅合金線）
＜鋳造工程＞上述の特定の組成の銅合金の溶湯を連続鋳造して鋳造材を作製する。
＜伸線工程＞上記鋳造材に伸線加工を施して伸線材を作製する。
＜熱処理工程＞上記伸線材に熱処理を施す。
この熱処理は、代表的にはＦｅ、Ｐが固溶状態である銅合金からＦｅ及びＰを含む析出物を析出させる人工時効と、最終線径までの伸線加工によって加工硬化された伸線材の伸びを改善する軟化とを含むものとする。以下、この熱処理を時効・軟化処理と呼ぶ。
【０１０３】
時効・軟化処理以外の熱処理として、以下の溶体化処理及び中間熱処理の少なくとも一方を含むことができる。
溶体化処理は、過飽和固溶体を形成することを目的の一つとする熱処理であり、鋳造工程以降、時効・軟化処理前の任意の時期に施すことができる。
中間熱処理は、鋳造工程以降に塑性加工（伸線加工以外に圧延や押出等を含む）が施された場合に、加工に伴う歪みを除去して、加工性の向上を目的の一つとする熱処理であり、条件によってはある程度の時効や軟化も期待できる。中間熱処理は、伸線加工前に鋳造材に加工を施した加工材、伸線加工途中の中間伸線材などに施すことが挙げられる。
【０１０４】
（銅合金撚線）
銅合金撚線１０を製造する場合は、上述の＜鋳造工程＞、＜伸線工程＞、＜熱処理工程＞に加えて、以下の撚線工程を備える。圧縮撚線とする場合は、以下の圧縮工程を更に備える。
＜撚線工程＞複数の上記伸線材を撚り合わせて、撚線を作製する。又は上記伸線材に熱処理を施した複数の熱処理材を撚り合わせて、撚線を作製する。
＜圧縮工程＞上記撚線を所定の形状に圧縮成形して、圧縮撚線を製造する。
上記＜撚線工程＞，＜圧縮工程＞を備える場合、上記＜熱処理工程＞では上記撚線又は上記圧縮撚線に時効・軟化熱処理を施すことが挙げられる。上記熱処理材の撚線又は圧縮撚線とする場合には、この撚線又は圧縮撚線に更に時効・軟化処理を施す第二の熱処理工程を備えてもよいし、第二の熱処理工程を省略してもよい。時効・軟化処理を複数回行う場合には、上述の特性が特定の範囲を満たすように熱処理条件を調整できる。熱処理条件を調整することで、例えば結晶粒の成長を抑制して微細な結晶組織とし易く、高い強度と高い伸びとを有し易い。
【０１０５】
（被覆電線）
被覆電線３や単線の銅合金線１を備える被覆電線を製造する場合は、上述の銅合金線の製造方法によって製造された銅合金線（実施形態の銅合金線１）、又は上述の銅合金撚線の製造方法によって製造された銅合金撚線（実施形態の銅合金撚線１０）の外周に絶縁被覆層を形成する被覆工程を備える。絶縁被覆層の形成は、押出被覆や粉体塗装など、公知の手法を利用できる。
【０１０６】
（端子付き電線）
端子付き電線４を製造する場合は、上述の被覆電線の製造方法によって製造された被覆電線（実施形態の被覆電線３など）の端部において、絶縁被覆層を除去して露出した導体に端子を取り付ける圧着工程を備える。
【０１０７】
以下、鋳造工程、伸線工程、熱処理工程を詳細に説明する。
＜鋳造工程＞
この工程では、上述したＦｅ、Ｐ、Ｓｎ、更に微細化元素（Ｚｒ、Ｔｉ、Ｂ）を特定の範囲で含む特定の組成の銅合金の溶湯を連続鋳造して鋳造材を作製する。ここで、溶解時の雰囲気を真空雰囲気とすると、Ｆｅ、Ｐ、Ｓｎなどの元素の酸化を防止することができる。一方、溶解時の雰囲気を大気雰囲気とすると、雰囲気制御が不要であり、生産性を向上できる。この場合、雰囲気中の酸素による上記元素の酸化を抑制するために、上述の脱酸元素（Ｃ、Ｍｎ、Ｓｉ）を添加することが好ましい。
【０１０８】
Ｃ（炭素）の添加方法は、例えば、上記溶湯の湯面を木炭片や木炭粉などで覆うことが挙げられる。この場合、湯面近傍の木炭片や木炭粉などから溶湯中にＣを供給することができる。
ＭｎやＳｉは、これらを含む原料を別途用意して、上記溶湯中に混合することが挙げられる。この場合、上記湯面における木炭片や木炭粉などがつくる隙間から露出する箇所が雰囲気中の酸素に接触しても、湯面近傍での酸化を抑制できる。上記原料には、ＭｎやＳｉの単体、ＭｎやＳｉとＦｅとの合金などが挙げられる。
【０１０９】
上述の脱酸元素の添加に加えて、坩堝や鋳型として、不純物が少ない高純度カーボン製のものを利用すると、溶湯に不純物が混入され難く、好ましい。
【０１１０】
ここで、実施形態の銅合金線１は、代表的には、Ｆｅ及びＰを析出状態で存在させ、Ｓｎを固溶状態で存在させる。そのため、銅合金線１の製造過程では過飽和固溶体を形成する過程を備えることが好ましい。例えば、溶体化処理を行う溶体化工程を別途設けることができる。この場合、任意の時期に過飽和固溶体を形成することができる。一方、連続鋳造を行う場合に冷却速度を大きくして過飽和固溶体の鋳造材を作製すれば、別途、溶体化工程を設けることなく、最終的に電気的特性及び機械的特性に優れて、被覆電線３などの導体に適した銅合金線１を製造できる。そこで、銅合金線１の製造方法として、連続鋳造を行うこと、特に冷却過程で冷却速度を大きくして急冷することを提案する。
【０１１１】
連続鋳造には、ベルトアンドホイール法、双ベルト法、アップキャスト法などの各種鋳造法が利用できる。特に、アップキャスト法は、酸素などの不純物を低減できて、ＣｕやＦｅ、Ｐ、Ｓｎなどの酸化を抑制し易く好ましい。鋳造速度は、０．５ｍ／ｍｉｎ以上、更に１ｍ／ｍｉｎ以上が好ましい。冷却過程の冷却速度は、５℃／ｓｅｃ超、更に１０℃／ｓｅｃ超、１５℃／ｓｅｃ以上が好ましい。
【０１１２】
鋳造材には、各種の塑性加工、切削加工などの加工を施すことができる。塑性加工は、コンフォーム押出、圧延（熱間、温間、冷間）などが挙げられる。切削加工は、皮剥ぎなどが挙げられる。鋳造材に加工を施すことで、鋳造材の表面欠陥を低減することができて、伸線加工時に断線などを低減して、生産性を向上することができる。特に、アップキャスト材には、これらの加工を施すと断線などし難い。
【０１１３】
（鋳造材の組織）
鋳造工程で作製された銅合金の鋳造材は、上述の微細化元素（Ｚｒ、Ｔｉ、Ｂ）によって結晶組織が微細化されている。鋳造材の結晶粒の微細化により、塑性加工性を改善することができる。従って、後工程の伸線工程において、伸線加工時における断線を抑制することができる。
【０１１４】
（微細結晶粒の個数割合）
鋳造材の組織としては、例えば、結晶組織において、短辺が２００μｍ以下である結晶粒の占める個数割合が５０％以上であることが挙げられる。これにより、鋳造材の塑性加工性を十分に改善でき、伸線加工時における断線を効果的に抑制することができる。鋳造材の結晶組織において、短辺が２００μｍ以下の微細結晶粒の占める個数割合が大きいほど、塑性加工性を改善できる。微細結晶粒の個数割合は６０％以上、更に７０％以上とすることが挙げられる。
【０１１５】
微細結晶粒の個数割合は、以下のように測定する。鋳造材の横断面に機械研磨及びエッチングを施し、横断面を光学顕微鏡で撮影する。撮影した横断面の輪郭線近傍、即ち最外周部に存在する全ての結晶粒の個数を数えると共に、それらの結晶粒について短辺を抽出して、短辺が２００μｍ以下である微細結晶粒の個数を数える。そして、全ての結晶粒の個数をＮａ、微細結晶粒の個数をＮｍとし、次式により算出した値を微細結晶粒の個数割合とする。
個数割合（％）＝（Ｎｍ／Ｎａ）×１００
ここで、結晶粒の短辺は、結晶粒の最大径を示す線分を長辺とした場合に、この長辺に対して垂直な方向における結晶粒の最大幅を示す線分を短辺とする。結晶粒の短辺の抽出、及び結晶粒の個数の測定は、市販の画像処理装置を利用できる。
【０１１６】
（鋳造材の平均結晶粒径）
更に、鋳造材の平均結晶粒径が２００μｍ以下であると、鋳造材の塑性加工性がより向上し、伸線加工時における断線をより抑制できる。鋳造材の平均結晶粒径が小さいほど、塑性加工性が向上する。鋳造材の平均結晶粒径は１８０μｍ以下、更に１５０μｍ以下とすることが挙げられる。
【０１１７】
鋳造材の平均結晶粒径は、以下のように測定する。鋳造材の横断面に機械研磨及びエッチングを施し、横断面を光学顕微鏡で撮影する。撮影した横断面の輪郭線近傍、即ち最外周部に存在する全ての結晶粒の個数を数える。そして、全ての結晶粒の個数をＮａ、横断面の周長をＬｃとし、次式により算出した値を鋳造材の平均結晶粒径とする。
平均結晶粒径＝Ｌｃ／Ｎａ
【０１１８】
（伸線加工時の断線回数）
上述の結晶組織を有する鋳造材は、上述した塑性加工性の改善効果として、線径φ８ｍｍからφ２．６ｍｍまで伸線加工したときの断線回数を低減できる。断線回数は、以下のように測定する。線径φ８ｍｍの鋳造材又は加工材を１００ｋｇ用意し、その全量をφ２．６ｍｍまで伸線加工した際に発生した断線回数を測定し、加工重量１ｋｇあたりの断線回数（回／ｋｇ）に換算する。φ８ｍｍからφ２．６ｍｍまで伸線加工する途中で中間熱処理は行わないものとする。
【０１１９】
＜伸線工程＞
この工程では、上記鋳造材（鋳造材に加工を施した上記加工材を含む）に、少なくとも１パス、代表的には複数パスの伸線加工（冷間）を施して、所定の最終線径の伸線材を作製する。複数パスを行う場合、パスごとの加工度は、組成や最終線径などに応じて適宜調整するとよい。伸線加工前に中間熱処理を行ったり、複数パスを行う場合、パス間に中間熱処理を行うと、加工性を高めることができる。この中間熱処理の条件は、所望の加工性が得られるように適宜選択できる。
【０１２０】
＜熱処理工程＞
この工程では、上記伸線材に熱処理として、上述のように人工時効と軟化とを目的とした時効・軟化処理を施す。この時効・軟化処理によって、上記の析出物などの析出強化による強度向上効果と、Ｃｕへの固溶低減による高い導電率の維持効果とを良好に図ることができる。よって、導電性及び強度に優れる銅合金線１や銅合金撚線１０が得られる。また、時効・軟化処理によって、高い強度を維持しつつ、伸びなどを向上でき、靭性にも優れる銅合金線１や銅合金撚線１０が得られる。
【０１２１】
時効・軟化処理の条件は、バッチ処理であれば、例えば、以下が挙げられる。
（熱処理温度）３００℃以上５５０℃未満、好ましくは３５０℃以上５００℃以下、更に、４００℃以上、４２０℃以上
（保持時間）４時間以上４０時間以下、好ましくは５時間以上２０時間以下
ここでの保持時間とは、上記熱処理温度に保持する時間とし、昇温時間及び降温時間は含まない。
上記の範囲から、組成、加工状態などに応じて選択するとよい。なお、炉式や通電式などの連続処理を利用してもよい。
【０１２２】
同じ組成の場合に上記の範囲で熱処理温度が高いと、導電率、破断伸び、端子装着状態での耐衝撃エネルギー、本線の耐衝撃エネルギーが向上する傾向にある。上記熱処理温度が低いと、結晶粒の成長を抑制できると共に、引張強さが向上する傾向にある。上述の析出物を十分に析出させると、高強度である上に、導電率が向上する傾向にある。
【０１２３】
その他、伸線加工の途中に主として時効処理を行って、最終的な撚線に主として軟化処理を行うことなどができる。時効処理の条件、軟化処理の条件は、上述の時効・軟化処理の条件から選択するとよい。
【０１２４】
銅合金線及び被覆電線の製造工程の具体例を表１に例示する。
【０１２５】
【表１】
2020039710.tif 000003
【０１２６】
［効果］
実施形態の銅合金線の製造方法は、Ｆｅ、Ｐ、Ｓｎを特定の範囲で含む特定の組成の銅合金から構成される銅合金線が得られる。そのため、実施形態の製造方法は、導電性及び強度に優れる上に、耐衝撃性にも優れる銅合金線を製造できる。更に、実施形態の製造方法は、微細化元素として機能するＺｒ、Ｔｉ、Ｂを特定の範囲で含む銅合金の鋳造材を出発材とするため、鋳造材の結晶組織を微細化できる。鋳造材の結晶粒の微細化により塑性加工性を改善でき、伸線加工時における断線を抑制することができる。よって、実施形態の製造方法は、銅合金線を生産性よく製造できる。
【０１２７】
［試験例１］
種々の組成の銅合金の鋳造材を作製して、鋳造材の特性を調べた。
【０１２８】
鋳造材は以下のようにして作製した。
電気銅（純度９９．９９％以上）と、表２に示す各元素を含有する母合金、又は元素単体とを原料として用意した。用意した原料を高純度カーボン製の坩堝（不純物量が２０質量ｐｐｍ以下）を用いて、銅合金の溶湯を作製した。銅合金の組成（残部Ｃｕ及び不可避不純物）を表２に示す。
【０１２９】
上記の銅合金の溶湯と、高純度カーボン製鋳型（不純物量が２０質量ｐｐｍ以下）とを用いて、アップキャスト法によって連続鋳造を行って、断面円形状の連続鋳造材（線径φ１０ｍｍ又はφ１２．５ｍｍ）を作製した。鋳造速度は１ｍ／ｍｉｎ、冷却速度は１０℃／ｓｅｃ超とした。
【０１３０】
（鋳造材の結晶組織）
作製した銅合金の鋳造材の各試料（Ｎｏ．１−１〜１−５、１−１０１）について、横断面を光学顕微鏡で撮影して結晶組織を調べた。ここでは、短辺が２００μｍ以下の微細結晶粒の占める個数割合、並びに、平均結晶粒径を測定した。結果を表２に示す。
【０１３１】
（微細結晶粒の個数割合）
短辺が２００μｍ以下の微細結晶粒の占める個数割合は、以下のようにして測定した。鋳造材の横断面に機械研磨及びエッチング施し、横断面を光学顕微鏡で撮影する。撮影した横断面の輪郭線近傍に存在する（具体的には、輪郭線に接している）全ての結晶粒の個数と、短辺が２００μｍ以下の微細結晶粒の個数とを数え、上述の式から微細結晶粒の個数割合を算出した。
【０１３２】
（平均結晶粒径）
鋳造材の平均結晶粒径は、以下のようにして測定した。鋳造材の横断面に機械研磨及びエッチングを施し、横断面を光学顕微鏡で撮影する。撮影した横断面の輪郭線近傍に存在する全ての結晶粒の個数を数え、上述の式から鋳造材の平均結晶粒径を算出した。
【０１３３】
（伸線加工性の評価）
作製した銅合金の鋳造材の各試料（Ｎｏ．１−１〜１−５、１−１０１）について、伸線加工性を評価するため、伸線加工時の断線回数を測定した。断線回数は、以下のようにして測定した。各試料の鋳造材を冷間圧延及び皮剥ぎして、線径φ８ｍｍに加工し、１００ｋｇずつ用意した。用意した各試料の鋳造材について、中間熱処理を行わずに線径φ８ｍｍからφ２．６ｍｍまで伸線加工した。そして、鋳造材の全量を伸線加工した際に発生した断線回数を測定し、鋳造材１ｋｇあたりの断線回数（回／ｋｇ）を求めた。結果を表２に示す。
【０１３４】
【表２】
2020039710.tif 000004
【０１３５】
表２に示すように、試料Ｎｏ．１−１〜Ｎｏ．１−５はいずれも、鋳造材の結晶組織において、短辺が２００μｍ以下の微細結晶粒の個数割合が５０％以上、更に７０％以上であり、また、平均結晶粒径が２００μｍ以下であり、試料Ｎｏ．１−１０１に比較して結晶組織が微細化されていることが分かる。更に、試料Ｎｏ．１−１〜Ｎｏ．１−５はいずれも、試料Ｎｏ．１−１０１に比較して断線回数を低減できていることから、銅合金線を生産性よく製造できることが分かる。
【０１３６】
上述の結果が得られた理由の一つとして、微細化元素としてＺｒ、Ｔｉ、Ｂの少なくとも１種を特定の範囲で含むことで、鋳造材の結晶組織が微細されたためと考えられる。そして、鋳造材の結晶粒の微細化により塑性加工性が改善され、伸線加工時における断線が抑制されたものと考えられる。
【０１３７】
［試験例２］
種々の組成の銅合金線、及び得られた銅合金線を導体に用いた被覆電線を種々の製造条件で作製して、特性を調べた。
【０１３８】
銅合金線は、表１に示す製造パターン（Ｂ）又は（Ｃ）によって製造した（最終線径は表４に示す線径（ｍｍ）参照）。被覆電線は、表１に示す製造パターン（ｂ）又（ｃ）によって製造した。
【０１３９】
いずれの製造パターンにおいても、以下の鋳造材を用意した。
（鋳造材）
電気銅（純度９９．９９％以上）と、表３に示す各元素を含有する母合金、又は元素単体とを原料として用意した。用意した原料を高純度カーボン製の坩堝（不純物量が２０質量ｐｐｍ以下）を用いて、銅合金の溶湯を作製した。銅合金の組成（残部Ｃｕ及び不可避不純物）を表３に示す。
【０１４０】
上記の銅合金の溶湯と、高純度カーボン製鋳型とを用いて、アップキャスト法によって連続鋳造を行って、断面円形状の連続鋳造材（線径φ１２．５ｍｍ又はφ９．５ｍｍ）を作製した。鋳造速度は１ｍ／ｍｉｎ、冷却速度は、１０℃／ｓｅｃ超とした。
【０１４１】
（銅合金線）
銅合金線の製造パターン（Ｂ）又は（Ｃ）において、伸線材に施す熱処理の条件は、表３に示す熱処理温度とし、保持時間を８時間とした。
【０１４２】
（被覆電線）
被覆電線の製造パターン（ｂ）又は（ｃ）では、銅合金線の製造パターン（Ｂ）又は（Ｃ）に示す工程と同様にして、線径φ０．１６ｍｍの伸線材を作製した。７本の伸線材を撚り合わせて撚線を作製した。その後、撚線を圧縮成形して横断面積０．１３ｍｍ２（０．１３ｓｑ）の圧縮撚線を作製し、圧縮撚線に熱処理を施した。熱処理の条件は、表３に示す熱処理温度とし、保持時間を８時間とした。熱処理を施した熱処理材の外周にポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）を押出被覆して、厚さ２ｍｍの絶縁被覆層を形成した。以上により、上記熱処理材を導体とする被覆電線を作製した。
【０１４３】
【表３】
2020039710.tif 000005
【０１４４】
（特性の測定）
製造パターン（Ｂ）又は（Ｃ）によって製造した銅合金線（φ０．３５ｍｍ又はφ０．１６ｍｍ）について、引張強さ（ＭＰａ）、破断伸び（％）、導電率（％ＩＡＣＳ）、加工硬化指数を調べた。結果を表４に示す。
【０１４５】
導電率（％ＩＡＣＳ）は、ブリッジ法によって測定した。引張強さ（ＭＰａ）、破断伸び（％）、加工硬化指数は、ＪＩＳ  Ｚ  ２２４１（金属材料引張試験方法、１９９８）に準拠して、汎用の引張試験機を用いて測定した。
【０１４６】
製造パターン（ｂ）又は（ｃ）によって製造した被覆電線（導体断面積０．１３ｍｍ２）について端子固着力（Ｎ）を調べた。また、製造パターン（ｂ）又は（ｃ）によって製造した圧縮撚線を対象として導体の端子装着状態での耐衝撃エネルギー（Ｊ／ｍ、端子装着耐衝撃Ｅ）、導体の耐衝撃エネルギー（Ｊ／ｍ、耐衝撃Ｅ）を調べた。結果を表４に示す。
【０１４７】
端子固着力（Ｎ）は、以下のように測定する。被覆電線の一端部において絶縁被覆層を剥いで導体である圧縮撚線を露出させ、この圧縮撚線の一端部に端子を取り付ける。ここでは、端子として市販の圧着端子を用いて、上記圧縮撚線に圧着する。また、ここでは、図３に示すように、導体（圧縮撚線）における端子取付箇所１２の横断面積が、端子取付箇所以外の本線箇所の横断面積に対して、表４に示す値（導体残存率、７０％又は８０％）となるように、取付高さ（クリンプハイトＣ／Ｈ）を調整した。
汎用の引張試験機を用いて、端子を１００ｍｍ／ｍｉｎで引っ張ったときに端子が抜けない最大荷重（Ｎ）を測定した。この最大荷重を端子固着力とする。
【０１４８】
導体の耐衝撃エネルギー（Ｊ／ｍ又は（Ｎ／ｍ）／ｍ）は、以下のように測定する。絶縁材の押出前の熱処理材（圧縮撚線の導体）について、その先端に錘を取り付け、この錘を１ｍ上方に持ち上げた後、自由落下させる。導体が断線しない最大の錘の重量（ｋｇ）を測定し、この重量に重力加速度（９．８ｍ／ｓ２）と落下距離との積値を落下距離で除した値（（錘重量×９．８×１）／１）を導体の耐衝撃エネルギーとする。
【０１４９】
導体の端子装着状態の耐衝撃エネルギー（Ｊ／ｍ又は（Ｎ／ｍ）／ｍ）は、以下のように測定する。ここでは、絶縁材の押出前の熱処理材（圧縮撚線の導体）について、上述の端子固着力の測定と同様に、導体１０の一端部に端子５（ここでは圧着端子）を取り付けた試料１００（ここでは長さ１ｍ）を用意し、図６に示すように端子５を治具２００によって固定する。試料１００の他端部に錘３００を取り付け、この錘３００を端子５の固定位置まで持ち上げた後、自由落下させる。上述の導体の耐衝撃エネルギーと同様に、導体１０が破断しない最大の錘３００の重量を測定し、（（錘重量×９．８×１）／１）を端子装着状態の耐衝撃エネルギーとする。
【０１５０】
【表４】
2020039710.tif 000006
【０１５１】
試料Ｎｏ．２−１〜Ｎｏ．２−１２はいずれも、Ｆｅ、Ｐ、Ｓｎを上述の特定の範囲で含むと共に、微細化元素としてＺｒ、Ｔｉ、Ｂの少なくとも１種を特定の範囲で含む特定の組成の銅合金から構成される銅合金線を導体に備える。銅合金線がＺｒ、Ｔｉ、Ｂを特定の範囲で含むことで、試験例１で説明したように、銅合金線の出発材となる銅合金の鋳造材の結晶組織を微細化できる。これにより、伸線加工時における断線を抑制できるので、銅合金線の生産性が高い。従って、銅合金線を素線とする銅合金撚線、及びこれを導体とする被覆電線や端子付き電線の生産性も高い。
【０１５２】
表４に示すように、試料Ｎｏ．２−１〜Ｎｏ．２−１２はいずれも、導電性と強度とのバランスに優れていることが分かる。定量的には、以下の通りである。
【０１５３】
試料Ｎｏ．２−１〜Ｎｏ．２−１２はいずれも、引張強さが３８５ＭＰａ以上、更に４２０ＭＰａ以上であり、４４０ＭＰａ以上、更に４５０ＭＰａ以上の試料も多い。
【０１５４】
試料Ｎｏ．２−１〜Ｎｏ．２−１２はいずれも、導電率が６０％ＩＡＣＳ以上、更に６１％ＩＡＣＳ以上であり、６２％ＩＡＣＳ以上、更に６４％ＩＡＣＳ以上の試料も多い。
【０１５５】
試料Ｎｏ．２−１〜Ｎｏ．２−１２のうち、試料Ｎｏ．２−９を除く試料は、導体の耐衝撃エネルギーが４Ｊ／ｍ以上であり、中には４．５Ｊ／ｍ以上、更に６Ｊ／ｍ以上の試料もある。また、試料Ｎｏ．２−２〜Ｎｏ．２−４、Ｎｏ．２−６〜Ｎｏ．２−８、Ｎｏ．２−１０〜Ｎｏ．２−１２は、導体の端子装着状態での耐衝撃エネルギーが１．５Ｊ／ｍ以上、更に２Ｊ／ｍ以上であり、中には２．５Ｊ／ｍ以上の試料もある。これらの試料は耐衝撃性にも優れており、導電性と強度と耐衝撃性との三者に優れることが分かる。このような導体を備える被覆電線は、被覆電線自体の耐衝撃エネルギー、端子装着状態での耐衝撃エネルギーが高いと期待される。
【０１５６】
更に、試料Ｎｏ．２−１〜Ｎｏ．２−１２はいずれも、破断伸びが高く、高強度、高靭性、高導電率をバランスよく備えることが分かる。定量的には、破断伸びが５％以上、更に８％以上であり、１０％以上の試料も多い。また、試料Ｎｏ．２−１〜Ｎｏ．２−１２はいずれも、端子固着力が４５Ｎ以上、更に５０Ｎ以上、５５Ｎ超と大きく、端子との固着性に優れることが分かる。試料Ｎｏ．２−１〜Ｎｏ．２−１２はいずれも、加工硬化指数が０．１以上と大きく、多くの試料は０．１２以上、更に０．１３以上であり、加工硬化による強度向上効果を得易いことが分かる。
【０１５７】
上述の結果が得られた理由として、次のように考えられる。試料Ｎｏ．２−１〜Ｎｏ．２−１２は、Ｆｅ、Ｐ、Ｓｎを上述の特定の範囲で含む特定の組成の銅合金から構成される銅合金線を導体に備えることで、Ｆｅ及びＰの析出強化及びＳｎの固溶強化による強度向上効果と、Ｆｅ及びＰの適切な析出に基づくＰなどの固溶低減によるＣｕの高い導電率の維持効果とが良好に得られたため、と考えられる。また、上記特定の組成と適切な熱処理とによって、Ｆｅ及びＰの析出強化とＣｕへの固溶低減による効果を得つつ、結晶の粗大化防止や過度の軟化防止とを図ることができ、高強度で高導電率でありながら、破断伸びも高く靭性にも優れた、と考えられる。例えば、試料Ｎｏ．２−１１１では、熱処理温度が低く、Ｆｅ及びＰが十分に析出しなかったため、導電率が低下したものと考えられる。更に、試料Ｎｏ．２−１〜Ｎｏ．２−１２では、高強度でありながら、靭性にも優れることから、衝撃を受けた場合でも破断し難く、耐衝撃性に優れた、と考えられる。加えて、Ｆｅ／Ｐが１以上、更に４以上であり、Ｐに対してＦｅを同等以上含むことで、ＦｅとＰとが化合物を適切に形成し易く、過剰のＰがＣｕに固溶することによる導電率の低下をより確実に抑制できていると考えられる。
【０１５８】
その他、端子装着状態での耐衝撃エネルギーが高い理由の一つとして、加工硬化指数が０．１以上であり、加工硬化による強度向上効果が得られたため、と考えられる。例えば、加工硬化指数が異なり、端子の取付条件（導体残存率）が同じである試料Ｎｏ．２−６〜Ｎｏ．２−８、或いは試料Ｎｏ．２−１１〜Ｎｏ．２−１２を比較する。試料Ｎｏ．２−７、Ｎｏ．２−８は試料Ｎｏ．２−６よりも引張強さが低いものの、端子装着状態での耐衝撃エネルギーが大きい。或いは、試料Ｎｏ．２−１２はＮｏ．２−１１よりも引張強さが低いものの、端子装着状態での耐衝撃エネルギーが大きい。これは、試料Ｎｏ．２−７、Ｎｏ．２−８、又は試料Ｎｏ．２−１２では、引張強さが小さい分を加工硬化によって補っていると考えられる。この試験では、引張強さと端子固着力との関係に着目すると、引張強さが大きいほど端子固着力も大きくなる傾向があり、両者にはおおよそ相関があるといえる。
【０１５９】
試料Ｎｏ．２−１〜Ｎｏ．２−１２は、試料Ｎｏ．２−１０１やＮｏ．２−１１２に比較して同等程度又は同等以上の特性を有しており、微細化元素（Ｚｒ、Ｔｉ、Ｂ）を適切に含むことで、微細化元素による特性の低下も見られない。
【０１６０】
この試験から、Ｆｅ、Ｐ、Ｓｎと微細化元素（Ｚｒ、Ｔｉ、Ｂ）とを含む特定の組成の銅合金に、伸線加工などの塑性加工と、時効・軟化処理などの熱処理とを施すことで、上述のように導電性及び強度に優れる上に、耐衝撃性にも優れる銅合金線や銅合金撚線、これらを導体とする被覆電線や端子付き電線が得られることが示された。また、同じ組成であっても、熱処理温度によって、引張強さや導電率、耐衝撃エネルギーなどを異ならせられることが分かる（例えば、試料Ｎｏ．２−１とＮｏ．２−２との比較、試料Ｎｏ．２−５〜Ｎｏ．２−８の比較、試料Ｎｏ．２−９〜Ｎｏ．２−１２の比較）。熱処理温度を高くすると、導電率や破断伸び、導体の耐衝撃エネルギーが高くなる傾向がある。例えば、熱処理温度は４００℃以上５５０℃未満、更に４２０°以上５００℃以下とすることが好ましいといえる。
【符号の説明】
【０１６１】
１  銅合金線
１０  銅合金撚線（導体）
１２  端子取付箇所
２  絶縁被覆層
３  被覆電線
４  端子付き電線
５  端子
５０  ワイヤバレル部
５２  嵌合部
５４  インシュレーションバレル部
１００  試料
２００  治具
３００  錘
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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