合金元素添加材以及銅合金材的制造方法
【專利摘要】本發明提供合金元素添加材，該合金元素添加材用于在銅合金材的制造中添加合金元素，且難以氧化并且容易熔融于銅熔液。該合金元素添加材用于在銅合金材的制造中向含有銅的母材熔融而得到的銅熔液添加合金元素，其具備含有合金元素的線狀或者板狀的芯材、和含有銅且覆蓋芯材的外周的外層材，分別構成外層材以及芯材的銅以及合金元素的重量比是在銅和合金元素的相圖中在銅的熔點以下的范圍成為液相的范圍內的重量比。
【專利說明】
合金元素添加材從及銅合金材的制造方法
技術領域
[0001 ]本發明設及合金元素添加材W及銅合金材的制造方法。
【背景技術】
[0002] 纜線的導體、電子設備的端子等使用了銅材料。作為該銅材料，除了純銅W外，也 根據各產品所要求的特性(導電性、強度等)使用添加了合金元素(銅W外的其他金屬元素） 并使其合金化的銅合金材。
[0003] 純銅W及銅合金材由各種鑄造方法制造，在制造銅線等長條產品時，通過用例如 普羅巧澤侶線連續鑄造社制（Properzi)方式、哈茲里特（Hazelett)方式、或者SCR (Southwire Continuous Rod System)方式連續鑄造而制造。具體而言，首先，通過加熱使 含有銅的母材烙融來形成銅烙液。接著，向銅烙液添加合金元素并使其烙融。此時，W例如 粉末狀、粒子狀、塊狀、板狀、線狀等形狀連續或者斷續地添加含有合金元素的材料。而且， 在添加合金元素后，通過鑄造含有合金元素的銅烙液，來得到含有規定的合金元素的銅合 金材。
[0004] 作為合金元素，使用了例如511、1肖、41、化、51、111、1'1等各種金屬元素。在合金元素 中，例如Sn等與銅相比難W氧化并且烙點較低的合金元素容易烙融于銅烙液，但在除此W 外的合金元素中存在如下的問題。即，例如Mg等比銅容易氧化的合金元素在向銅烙液添加 之前氧化而形成氧化物，所W存在不僅難W烙融于銅烙液，還將氧作為雜質混入銅烙液中 的可能性。另外，例如Mn、Ni等烙點比銅高的合金元素在向銅烙液添加時不烙融而殘留，從 而有可能不固溶于最終得到的銅合金材而作為異物殘留。另外，例如Ti等與銅相比容易氧 化并且烙點較高的合金元素顯著地產生如上所述的問題。
[0005] 因此，作為添加比銅容易氧化的合金元素的方法，提出了將由規定的合金元素構 成的粉體封入難W氧化的金屬容器來添加到銅烙液的方法(例如，參照專利文獻1)、對由預 定合金元素構成的棒狀材的表面實施鍛銅后向銅烙液添加的方法(例如，參照專利文獻2) 等。另一方面，作為添加烙點比銅高的合金元素的方法，提出了通過電弧放電使由預定合金 元素構成的材料烙融或者半烙融后再向銅烙液添加的方法(例如，參照專利文獻3)等。
[0006] 現有技術文獻
[0007] 專利文獻
[000引專利文獻1:日本特開平7-179926號公報
[0009] 專利文獻2:日本特公昭49-7776號公報
[0010] 專利文獻3:日本特開2002-86251號公報
[0011] 然而，專利文獻及2的技術雖然能夠抑制合金元素的氧化，但是難W抑制與銅 相比難W氧化并且烙點較高的Ti等合金元素的不完全烙化。另外，專利文獻3的技術雖然能 夠通過電弧放電使高烙點的合金元素烙融于銅烙液，但因為需要電弧放電，所W存在工序、 設備增加運樣的問題。
【發明內容】
[0012] 本發明是鑒于上述課題而完成的，其目的在于，提供使用于在銅合金材的制造中 添加合金元素，且難W氧化并且容易烙融于銅烙液的合金元素添加材、W及使用合金元素 添加材來制造銅合金材的銅合金材的制造方法。
[0013] 根據本發明的一方式，提供了一種合金元素添加材，其用于在銅合金材的制造中 向使含有銅的母材烙融而得到的銅烙液添加合金元素，該合金元素添加材具備:含有合金 元素的線狀或者板狀的忍材；W及含有銅且覆蓋上述忍材的外周的外層材，分別構成上述 外層材W及上述忍材的銅W及合金元素的重量比是在銅和合金元素的相圖中在銅的烙點 W下的范圍成為液相的范圍內的重量比。
[0014] 根據本發明的另一方式，提供了一種銅合金材的制造方法，其是含有合金元素的 銅合金材的制造方法，該銅合金材的制造方法具有:準備工序，其準備含有銅的條材和含有 合金元素的線材;包覆工序，其通過沿著上述條材的長度方向縱向添加上述線材，一邊在長 度方向上搬運上述條材和上述線材，一邊W包裹上述線材的方式將上述條材在寬度方向上 卷彎，將卷彎得到的上述條材的接縫接合，來形成上述線材被上述條材包裹的復合線材;拉 絲工序，其通過對上述復合線材進行拉絲來形成合金元素添加材，該合金元素添加材具備 含有合金元素的線狀的忍材、和含有銅且覆蓋上述忍材的外周的外層材，分別構成上述外 層材W及上述忍材的銅W及合金元素的重量比是在銅與合金元素的相圖中在銅的烙點W 下的范圍成為液相的范圍內的重量比；烙融工序，其與上述準備工序、上述包覆工序W及上 述拉絲工序并行地使含有銅的母材烙融來形成銅烙液；W及添加工序，其向上述銅烙液添 加合金元素添加材。
[001引發明效果
[0016] 根據本發明，提供了用于在銅合金材的制造中添加合金元素，且難W氧化并且容 易烙融于銅烙液的合金元素添加材、W及使用該合金元素添加材而制造出的銅合金材。
【附圖說明】
[0017] 圖1是本發明的一實施方式的合金元素添加材的剖視圖。
[0018] 圖2是用于對本發明的一實施方式的合金元素添加材的制造方法進行說明的概略 圖。
[0019] 圖3是化-Ti的二元相圖。
[0020] 圖4是Cu-Zr的二元相圖。
[0021 ]圖5是化-Be的二元相圖。
[0022] 圖6是化-Mn的二元相圖。
[0023] 圖7是化-Si的二元相圖。
[0024] 圖8是化-Y的二元相圖。
[0025] 圖9A是對復合線材的形成進行說明圖。
[0026] 圖9B是對復合線材的形成進行說明圖。
[0027] 圖10是本發明的其他的實施方式的合金元素添加材的剖視圖。
[00%]圖中：10-合金元素添加材，11-忍材，12-外層材，20-復合線材，21-線材， 22-條材。
【具體實施方式】
[0029] 本
【發明人】首先對于抑制用于向銅合金材添加的合金元素的氧化的方法進行了研 究。作為該方法，考慮有如W往那樣通過鍛銅來用銅包覆合金元素的表面即可。然而，在實 施鍛銅的情況下，因為能夠實施鍛銅的合金元素的種類有限，所W難W對添加于銅合金材 的各種合金元素應用鍛銅。
[0030] 因此，本
【發明人】對于代替鍛銅的方法進行研究，著眼于形成為用銅包覆合金元素 的復合線的方法。復合線通過將用銅包覆含有合金元素的線材而得到的復合線材拉絲而形 成，具備含有合金元素的線狀的忍材和由銅構成的外層材而構成。在復合線中，能夠通過拉 絲將忍材和外層材緊貼，所W不會如鍛銅那樣限定用于忍材的合金元素的類型，能夠將銅 包覆在含有各種合金元素的材料。
[0031] 另外，本
【發明人】用各種類型的合金元素制成復合線，調查了其烙融時的溫度后，確 認了不管合金元素的種類，復合線在比銅W及合金元素各自的烙點低的溫度開始烙融。例 如，確認了在使銅包覆由Ti作為合金元素構成的忍材而得到的復合線中，盡管銅的烙點是 1084°C，Ti烙點是1670°C，也在比它們的烙點低的900°C左右的溫度開始烙融，確認了在制 造銅合金材時的銅烙液的一般溫度(例如1100~1150°C左右）中不會不完全烙化而烙融。根 據該情況，發現了即使是烙點比銅高的合金元素，也能夠通過構成為復合線，使其在比銅W 及合金元素的烙點低的溫度烙融。并且，也發現了能夠通過在復合線中變更銅和合金元素 的重量比，來調整復合線的烙點。
[0032] 運樣，通過使用用銅包覆合金元素的復合線作為合金元素添加材，能夠將比銅容 易氧化的合金元素、比銅高烙點的合金元素等各種合金元素不氧化并且也完全烙化地添加 至銅烙液。
[0033] 另外，根據本
【發明人】的研究，發現了合金元素添加材不僅是上述復合線的形態，即 使是通過W用一對銅板夾持含有合金元素的板材的方式重疊并壓延而得到的3層構造的復 合板的形態也得到相同的效果。
[0034] 本發明是基于上述知識而完成的。
[0035] <本發明的一實施方式〉
[0036] W下，使用附圖對本發明的一實施方式進行說明。在本實施方式中，對使用比銅容 易氧化并且烙點比銅高的Ti作為合金元素的情況進行說明。圖1是本發明的一實施方式的 合金元素添加材的剖視圖。圖2是用于對本發明的一實施方式的合金元素添加材的制造方 法進行說明的概略圖。圖3是化-Ti的二元相圖。
[0037] (1)合金元素添加材
[003引本發明的一實施方式的合金元素添加材10(W下，也僅稱為添加材10)使用于在制 造銅合金材時向含有銅(化)的母材烙融而得到的銅烙液添加 Ti。添加材10是通過組合含有 Ti的材料和含有化的材料并拉絲而得到的線狀的復合線，如圖1所示，具備含有Ti的線狀的 忍材11、和含有化且包覆忍材11的外層材12。
[0039] 忍材11是剖面為大致圓形的線狀部件，由含有Ti的材料形成。
[0040] 外層材12被設置為由含有Cu的材料形成，且包覆剖面為大致圓形的忍材11的整 周。外層材12通過與忍材11在新生面彼此接觸而緊貼。所謂新生面，詳細將在后面描述，但 是指通過制造添加材10時的拉絲工序，位于忍材11W及外層材12的各個的表面的氧化被膜 等被破壞而露出的不含有氧化物等的面。外層材12通過包覆忍材11的表面來抑制忍材11的 氧化。
[0041] 如上所述，添加材10由含有Ti的忍材11和含有Cu的外層材12緊貼而構成，從而能 夠與Cu-Ti合金相同地，在比CuW及Ti各自的烙點低的溫度烙融。添加材10的烙點如圖3所 示的Cu-Ti的二元相圖那樣，根據Cu和Ti的組成比（重量比）變化。在本實施方式中，從抑制 添加材10的不完全烙化的觀點來看，添加材10構成為在鑄造時的銅烙液的溫度W下烙融。 換句話說，添加材10中的忍材11和外層材12構成為，構成各個的化W及Ti的重量比是在Cu- Ti 的二元相圖中在銅烙液的溫度 W 下成為液相的范圍 內的重量比。
[0042] 若具體地進行說明，則如圖3所示，純Ti的烙點比Cu高，但若在純Ti上包覆Cu來構 成為添加材10,并增加 Cu的重量比，則烙點逐漸降低。而且，若Cu的重量比為40重量％ ^上 (Ti的重量比為60重量％^下），則在化的烙點（1083°C)W下的范圍成為液相，進行烙融。根 據該情況，為了使含有Ti作為合金元素的添加材10在Cu的烙點W下的范圍烙融，而可W將 忍材11的徑、外層材12的厚度調整為Cu的重量比是40重量％^上，并且Ti的重量比是60重 量％ ^下。另一方面，若Cu的重量比超過90重量％，貝化U相對于Ti大幅度地增加，所W添加 材10的烙點接近Cu的烙點，變得難W烙融。因此，從使添加材10穩定地烙融的觀點來看，優 選化的重量比為90重量％ ^下，并且Ti的重量比為10重量％ ^上。因此，為了使添加材10在 銅烙液的溫度W下烙融，而優選W化和Ti的重量比為40:60~90:10的方式構成忍材11W及 外層材12。
[0043] 在添加材10中，忍材11的徑W及外層材12的厚度是構成忍材11的合金元素 (Ti)和 構成外層材12的Cu的重量比成為上述范圍那樣的值即可。若外層材12的厚度過薄，則有可 能在欲將添加材10添加到銅烙液時僅外層材12烙融。在該情況下，不僅忍材11露出并氧化， 還有可能無法充分得到由使外層材12緊貼而帶來的添加材10的烙點降低運樣的效果。因 此，優選外層材12的厚度是0.2mmW上。另一方面，雖然對于外層材12的厚度，沒有特別的上 限，但從添加材的操作性的觀點來看優選是5mmW下。優選忍材11的徑例如是0.2mmW上5mm W下。
[0044] 另外，優選外層材12被設置為在與忍材11之間不形成由構成外層材12的Cu和構成 忍材11的合金元素 (Ti)構成的金屬間化合物。運是因為雖然通過形成金屬間化合物而提高 了外層材12和忍材11的緊貼性，但是金屬間化合物存在烙點較高的傾向，所W在使添加材 10烙融時有可能不完全烙化。
[0045] 另外，優選添加材10構成為在忍材11與外層材12之間不存在氧化被膜。通過不存 在氧化被膜，能夠在將添加材10添加到銅烙液時，抑制添加材10的不完全烙化、抑制氧混入 銅烙液。
[0046] (2)合金元素添加材的制造方法
[0047] 接下來，使用圖2對上述添加材10的制造方法進行說明。本實施方式的添加材10的 制造方法具有準備工序、包覆工序、W及拉絲工序。
[004引（準備工序）
[0049]首先，準備在添加材10中成為忍材11的含有合金元素 (Ti)的剖面是大致圓形的線 材21、和成為外層材12的含有Cu的條材22。此時，線材21的徑、條材22的厚度被設定為在最 終得到的添加材10中化和T i的重量比為預定的值。
[0050] (包覆工序）
[0051] 接著，如圖2所示，沿著條材22的長度方向縱向添加線材21，將該條材22與線材21 一起在條材22的長度方向上搬運。將線材21W及條材22導入成形機51，在成形機51中將條 材22逐漸在寬度方向上卷彎，形成為筒狀。條材22被形成為筒狀從而線材21被條材22包裹。 之后，在成形機51中，將卷成圓形的條材22的接縫通過例如用激光等焊接來接合。由此，形 成線材21被條材22包裹的復合線材20。
[0化2](拉絲工序）
[0053] 接著，如圖2所示，將所得到的復合線材20導入拉絲模52。復合線材20在拉絲模52 中被拉伸，W剖面積變小的方式被加工。此時，構成復合線材20的線材21W及條材22被相互 擠壓，從而形成于其接觸面的氧化被膜由于壓力被破壞，而形成了不含有氧的新生面。通過 新生面的形成，線材21和條材22在新生面彼此接觸而緊貼。而且，通過復合線材20被拉伸， 從而最終得到如圖1所示那樣的具備含有合金元素(Ti)的線狀的忍材11和含有銅且包覆緊 貼忍材11的外周的外層材12的線狀的添加材10。
[0054] 在拉絲工序中，優選在減面率20% W上99.99%?下的范圍內對復合線材20進行 拉絲。通過W運樣的減面率進行拉絲，從而能夠抑制在忍材11與外層材12之間形成由構成 忍材11的合金元素和構成外層材12的化構成的金屬間化合物。所謂減面率表示將復合線材 拉絲時的剖面積的減少比例。此外，在使用多個拉絲模來進行多次拉絲的情況下，W減面率 成為上述范圍內的方式調整各拉絲模中的減面率即可。
[0055] 在拉絲工序中，也可W在對復合線材20進行拉絲時，為了抑制其斷線而一邊加熱 復合線材20-邊進行拉絲。
[0056] (3)銅合金材的制造方法
[0057] 接著，對使用上述的添加材10來制造銅合金材的方法進行說明。W下，對用其他工 序制造上述添加材10,并且通過用SCR方式連續鑄造來制造銅合金材的情況進行說明。
[005引首先，通過上述的準備工序、包覆工序W及拉絲工序來制造添加材10。
[0059] 與添加材10的制造并行地使含有化的母材在預定的溫度烙融來形成銅烙液。使母 材烙融的溫度，即銅烙液的溫度是化的烙點W上的溫度，例如是l〇9°CW上1200°CW下。
[0060] 接著，將用其他工序制造出的添加材10投入到銅烙液，并使其烙融。添加材10被構 成為烙點為Cu的烙點W下，所W能夠使添加材10迅速地烙融于銅烙液。由此，能夠抑制添加 材10的不完全烙化。
[0061] 另外，在投入添加材10時，由Ti構成的忍材11被由Cu構成的外層材12包覆，所W能 夠W抑制Ti的氧化的方式投入到銅烙液。由此，能夠抑制Ti的氧化物等混入銅烙液，能夠抑 制制造出氧化物不烙融于銅烙液而不完全烙化、或伴隨氧化物的烙融而氧混入銅烙液運樣 的銅合金材而使品質降低的問題。
[0062] 另外，能夠完全烙化地將添加材10烙融于銅烙液，所W能夠提高添加利用率。所謂 添加利用率是指相對于投入到銅烙液的合金元素的量的鑄造銅烙液而得到的銅合金材所 包含的合金元素的量的比率。即，根據本實施方式，能夠使所投入的合金元素 W較高的比例 烙融于銅烙液，能夠在最終得到的銅合金材中得到所希望的組成。
[0063] 在將添加材10投入到銅烙液時，優選將線狀的添加材low壓入銅烙液中的方式投 入。在添加材10含有Ti等密度比Cu小的合金元素的情況下，僅將添加材10投入到銅烙液會 漂浮在銅烙液上，所W難W烙融，但通過W壓入的方式投入，能夠抑制添加材10浮起來而不 完全烙化的情況。
[0064] 通過添加材10的烙融來形成了含有規定的合金元素(Ti)的銅烙液之后，通過鑄造 該銅烙液，來得到本實施方式的銅合金材。
[0065] 在SCR方式中，也能夠通過一邊制造添加材10,一邊連續進行上述的銅烙液的形 成、添加材10的投入、烙融、W及含有合金元素的銅烙液的鑄造，來連續制造銅合金材。
[0066] <本發明的其他的實施方式〉
[0067] 在上述的實施方式中，W比Cu容易氧化并且烙點比化高的Ti為例作為構成忍材11 的合金元素來進行了說明，但本發明并不局限于Ti。在本發明中，只要是添加到銅合金材的 金屬元素，均能夠與Ti相同地抑制氧化或不完全烙化地烙融于銅烙液。
[0068] 例如，作為與Ti相同地與Cu相比容易氧化并且烙點較高的合金元素，能夠使用化 (1855°C)、Be(1287°C)等。在忍材11使用了運些合金元素時，為了將添加材10構成為在Cu的 烙點（1084°C)W下的范圍烙融，而優選使化與合金元素的重量比為W下的范圍。
[0069] 在化的情況下，根據圖4所示的CU-&的二元相圖，優選使Cu:&的重量比為20:80 ~65:35的范圍內。
[0070] 在Be的情況下，根據圖5所示的Cu-Be的二元相圖，優選使Cu:Be的重量比為85:15 ~98:2的范圍內。
[0071] 另外，例如，也能夠使用雖然容易氧化度與Cu相同，但是烙點比Cu高的合金元素。 例如列舉了 Mn(烙點1246°C)、Si(烙點1414°C)、Y(烙點1522°C)等。在忍材11使用了運些合 金元素時，為了將添加材10構成為在Cu的烙點（1084°C)W下的范圍烙融，優選使Cu與合金 元素的重量比為W下的范圍。
[0072] 在Mn的情況下，根據圖6所示的Cu -Mn的二元相圖，優選Cu:Mn的重量比為35:65~ 95:5的范圍內。
[0073] 在Si的情況下，根據圖7所示的Cu-Si的二元相圖，優選Cu:Si的重量比為70:30~ 95:5的范圍內。
[0074] 在Y的情況下，根據圖8所示的Cu-Y的二元相圖，優選化:Y的重量比為20:80~98:2 的范圍內。
[0075] 另外，例如也能夠使用雖然比化容易氧化但烙點比Cu低的合金元素。例如，列舉了 Mg(烙點650°C)、A1(烙點660°C)、Ce(烙點795°C)等。在忍材11使用了運些合金元素的情況 下，因為即使是單體也烙融，所W能夠利用外層材12的化抑制氧化即可，所W如果緊貼則能 夠W任意的重量比制成添加材10。
[0076] 另外，在上述的實施方式中，在制造添加材10時，對線材21縱向添加條材22,將條 材22在寬度方向上卷彎來形成了復合線材20,但本發明并不局限于此。在本發明中，也可W 例如圖9A所示，將由合金元素構成的線材21插入到由化構成的圓筒狀的管23來形成復合線 材20。另外，也可W例如圖9B所示，在由合金元素構成的線材21的外周將銅帶24卷成螺旋狀 來形成復合線材20。
[0077] 另外，在上述的實施方式中，作為添加材10,對將復合線材20拉絲而得到的復合線 的情況進行了說明，但本發明并不局限于此。例如，也可W如圖10所示，形成為具備含有合 金元素的板狀的忍材31、和設置于忍材31的兩主面且含有Cu的一對外層材32a、32b的復合 板狀的添加材30。該添加材30通過W用一對銅板夾持含有合金元素的板材的方式重疊壓延 而形成。
[007引【實施例】
[0079 ]接下來，對本發明的實施例進行說明。
[0080] (1)添加材W及銅合金線的制成
[0081] (實施例1)
[0082] 準備直徑d) 2mm、長度5m的Ti線，通過用厚度0.4mm的銅條進行包裹，并接合接縫， 來制成外徑4 2.8mm的Ti-化復合線材。之后，W減面率約為50 %的方式實施拉絲，制成了外 徑4 2mm的Ti-Cu添加材。在Ti-Cu添加材中，構成忍材的Ti的重量比為34重量％，構成外層 材的Cu的重量比為66重量％。由Cu構成的外層材的厚度是0.3mm。對于添加材的構成，總結 表示為下述表1。
[0083] 通過W壓入鑄造機中的溶銅中的方式投入所制成的Ti-化添加材，并實施烙融、凝 固、壓延W及拉絲，來制成了外徑4 8mm的銅合金線。
[0084] 【表1】
[0085]
[0086] <實施例2〉
[0087] 在實施例2中，如表1所示。將在實施例1中使用的Ti變更為Zr來制成添加材W及銅 合金線。
[008引具體而言，準備直徑d) 2mm、長度5m的化線，通過用厚度0.4mm的銅條進行包裹，并 接合接縫，來制成外徑4 2.8mm的化-Cu復合線材。與實施例1相同地對其進行拉絲，從而得 到外徑d) 2mm的Zr-化添加材。然后，使用該Zr-化添加材來與實施例1相同地制成銅合金線。 此外，在化-Cu添加材中，構成忍材的化的重量比為43重量％，由化構成的外層材的厚度是 0.3 2inm 0
[0089] <實施例3〉
[0090] 在實施例3中，如表1所示，將在實施例1中使用的Ti變更為Mn來制成添加材W及銅 合金線。
[0091] 具體而言，準備直徑4 2mm、長度30cm的Mn棒，通過用厚度0.5mm的銅條進行包裹， 并接合接縫，來制成外徑4 3mm的Mn-化復合線材。與實施例1相同地W減面率約為56 %的方 式對其進行拉絲，從而得到外徑4 2mm的Mn-Cu添加材。然后，使用該Mn-Cu添加材來與實施 例1相同地制成銅合金線。此外，在Mn-Cu添加材中，構成忍材的Mn的重量比為40重量％，由 化構成的外層材的厚度是0.29mm。
[0092] <實施例4〉
[0093] 在實施例4中，如表1所示，將實施例1中使用的Ti變更為Y來制成添加材W及銅合 金線。
[0094] 具體而言，準備直徑d) 2mm、長度30cm的Y棒，通過用厚度0.5mm的銅條進行包裹，并 接合接縫，來制成外徑4 3mm的Y-Cu復合線材。與實施例1相同地W減面率約為56 %的方式 對其進行拉絲，從而得到外徑4 2mm的Y-化添加材。然后，使用該Y-化添加材來與實施例1相 同地制成銅合金線。此外，在Y-化添加材中，構成忍材的Y的重量比為29重量％，由化構成的 外層材的厚度是0.28mm。
[00巧] <實施例於
[0096] 在實施例5中，如表1所示，將實施例1中使用的Ti變更為A1來制成添加材W及銅合 金線。
[0097] 具體而言，準備直徑d) 2mm、長度3m的A1線，通過用厚度0.5mm的銅條進行包裹，并 接合接縫，來制成外徑4 3mm的M-化復合線材。與實施例1相同地W減面率約為56%的方式 對其進行拉絲，從而得到外徑4 2mm的Al-Cu添加材。然后，使用該Al-Cu添加材來與實施例1 相同地制成銅合金線。此外，在Al-Cu添加材中，構成忍材的A1的重量比為20重量％，由Cu構 成的外層材的厚度是0.35mm。
[009引 <實施例於
[0099] 在實施例6中，如表1所示，將實施例1中使用的Ti變更為Mg來制成添加材W及銅合 金線。
[0100] 具體而言，準備直徑4 2mm、長度30cm的Mg棒，通過用厚度0.5mm的銅條進行包裹， 并接合接縫，來制成外徑4 3mm的Mg-化復合線材。與實施例1相同地W減面率約為56%的方 式對其進行拉絲，從而得到外徑4 2mm的Mg-Cu添加材。然后，使用該Mg-Cu添加材來與實施 例1相同地制成銅合金線。此外，在Mg-Cu添加材中，構成忍材的Mg的重量比為14重量％，由 化構成的外層材的厚度是0.34mm。
[0101] <比較例1~於
[0102] 在比較例1~6中，不使用利用Cu包覆預定的合金元素的復合線材，而使用由預定 的合金元素構成的線材作為添加材來制成銅合金線。此外，比較例1~6的添加材中的合金 元素的重量比均是100%。
[010引具體而言，在比較例1中，使用了直徑d) 2mm、長度Im的Ti線。
[0104] 在比較例2中，使用了直徑d) 2mm、長度Im的Zr線。
[0105] 在比較例3中，使用了直徑d) 2mm、長度30cm的Mn棒。
[0106] 在比較例4中，使用了直徑d) 2mm、長度30cm的Y棒。
[0107] 在比較例5中，使用了直徑d) 2mm、長度30cm的A1棒。
[010引在比較例6中，使用了直徑d) 2mm、長度30cm的Mg棒。
[0109] <比較例7〉
[0110] 在比較例7中，除了在實施例1中W構成忍材的Ti的重量比為79重量％的方式構成 了忍材W及外層材W外，與實施例1相同地制成添加材W及銅合金線。具體而言，用厚度 0.1mm的銅錐包覆直徑(1) 3mm、長度10cm的Ti棒，來制成Ti的重量比為79重量％的11-化添加 材。
[01川 < 比較例8〉
[0112] 在比較例8中，除了在實施例3中W構成忍材的Mn的重量比為86重量％的方式構成 了忍材W及外層材W外，與實施例3相同地制成添加材W及銅合金線。具體而言，用厚度 0.1mm的銅錐包覆直徑4 3mm、長度10cm的Mn棒，來制成Mn的重量比是86重量％的胞-化添加 材。
[011引 < 比較例9〉
[0114] 在比較例9中，除了在實施例6中W構成忍材的Mg的重量比為59重量％的方式構成 了忍材W及外層材W外，與實施例6相同地制成添加材W及銅合金線。具體而言，用厚度 0.1mm的銅錐包覆直徑4 3mm、長度10cm的Mg棒，來制成Mg的重量比是59重量％的1旨-化添加 材。
[011引（2)評價方法
[0116] 在本實施例中，對于制成的各添加材，通過W下的方法對向銅烙液的烙融性、氧化 的程度、W及添加利用率進行了評價。
[0117] 向銅烙液的烙融性通過將制成的添加材壓入溶銅中，在1秒后拉起時添加材是否 烙解來進行了評價。在表1中，如果添加材烙解不殘留則為合格"〇"，如果烙解并殘存則為 不合格"X"。
[0118] 氧化的程度通過使添加材烙融于銅烙液之后目視觀察銅烙液的表面來進行評價。 具體而言，如果浮游在銅烙液的表面的氧化物少，則判斷為在添加到銅烙液時添加材沒有 太被氧化而為合格"〇"，如果浮游的氧化物多，則判斷為添加材被氧化得較多而為不合格 "X"。
[0119] 添加利用率在通過ICP測定了所得到的外徑d) 8mm的銅合金線所包含的合金元素 的含量之后，作為相對于添加到銅烙液的合金元素的量的銅合金線所包含的合金元素的量 的比率來計算，并進行評價。
[0120] (3)評價結果
[0121] 在表1示出評價結果。
[0122] 如表1所示，實施例1~6的添加材構成為用化包覆預定的合金元素，所W確認了在 投入到銅烙液時如W下那樣良好地烙融。即，確認了在添加材中，烙融從忍材與外層材的界 面產生，烙融從該界面分別朝向忍材側W及外層材側的逐漸地進行。另外，因為浮游在銅烙 液的表面的氧化物較少，所w確認了添加材在投入時沒有被氧化得較多。另外，因為能夠抑 制添加材的不完全烙化、氧化物的形成，所W確認了添加利用率均是70% W上。
[0123] 與此相對，因為比較例1~4的添加材W不用化包覆與化相比容易氧化并且烙點較 高的合金元素(Ti、化）、或者與Cu相同程度地容易氧化并且烙點比Cu高的合金元素(Mn、Y) 的方式構成，所W確認了即使投入到銅烙液也不充分地烙解，烙融性較低。另外，確認了浮 游在銅烙液的氧化物的量較多，容易氧化。并且，在比較例1~4中，確認了添加材不烙融于 銅烙液而不完全烙化，或形成氧化物而不烙融的結果，添加利用率低于70%。
[0124] 因為比較例5、6的添加材W不用Cu包覆比Cu容易氧化且烙點比Cu低的合金元素 (Al、Mg)的方式構成，所W確認了雖然能夠良好地烙解于銅烙液，但氧化物的浮游較多，在 添加時被氧化較多。另外，在比較例5、6中，確認了形成氧化物而不烙融的結果，添加利用率 低于70%。
[0125] 在比較例7中，雖然用由Cu構成的外層材包覆由Ti構成的忍材而構成，但是Ti的重 量比是79重量％，比在化-Ti的二元相圖中在化的烙點W下的范圍成為液相的重量比（10~ 60重量％ )大，所W無法充分地烙解于銅烙液。因此，確認了浮游的氧化物的量較多，在添加 時氧化較大地進行。其結果，確認了添加利用率低于70 %。
[01%] 在比較例8中，Mn的重量比是86重量％，與比較例7相同地，比Mn的烙點W下的范圍 成為液相的重量比巧~65重量％ )大，所W確認了烙融性低，并且容易氧化。其結果，確認了 添加利用率低于70 %。
[0127] 在比較例9中，外層材的厚度過薄，在由Mg構成的忍材烙解之前外層材烙解，在露 出的忍材的表面形成有比Cu的烙點高溫的氧化物，所W確認了無法將添加材充分地烙融于 銅烙液。其結果，確認了添加利用率低于70%。
[0128] 根據W上的結果，即使是與Cu相比容易氧化并且烙點較高的合金元素、與Cu相同 程度地容易氧化且烙點較高的合金元素、或者比Cu容易氧化且烙點比Cu低的合金元素，也 能夠通過用Cu包覆運些忍材構成為復合線，來抑制合金元素的氧化物等混入銅烙液，能夠 抑制制造出氧化物不烙融于銅烙液而不完全烙化、或伴隨氧化物的烙融而氧混入銅烙液運 樣的銅合金材而使品質降低的問題。
[0129] <本發明的優選的方式〉
[0130] W下，對本發明的優選的方式進行附記。
[0131] [附記 1]
[0132] 根據本發明的一方式，提供了一種合金元素添加材，其用于在銅合金材的制造中 向使含有銅的母材烙融而得到的銅烙液添加合金元素，該合金元素添加材具備:含有合金 元素的線狀或者板狀的忍材；W及含有銅且覆蓋上述忍材的外周的外層材，分貝構成上述 外層材W及上述忍材的銅W及合金元素的重量比是在銅和合金元素的相圖中在銅的烙點 W下的范圍成為液相的范圍內的重量比。
[0133] [附記 2]
[0134] 根據附記1的合金元素添加材，優選的是，上述外層材被設置為在與上述忍材之間 不形成由構成上述外層材的銅和構成上述忍材的合金元素構成的金屬間化合物。
[0135] [附記 3]
[0136] 根據附記1或者2的合金元素添加材，優選的是，上述合金元素添加材是W上述忍 材為線狀且上述外層材覆蓋線狀的上述忍材的整周的方式設置的復合線。
[0137] [附記 4]
[0138] 根據附記1或者2的合金元素添加材，優選的是，上述合金元素添加材是W上述忍 材為板狀且上述外層材覆蓋板狀的上述忍材的兩主面的方式設置的復合板。
[0139] [附記 5]
[0140] 根據附記1~4的任意一個合金元素添加材，優選的是，上述合金元素是從Mg、Ti、 66、2'、〔6、]?11、51、^及￥中選擇出的至少一種。
[0141] [附記 6]
[0142] 根據本發明的另一方式，提供了一種銅合金材的制造方法，其是含有合金元素的 銅合金材的制造方法，具有:準備工序，其準備含有銅的條材和含有合金元素的線材;包覆 工序，其通過沿著上述條材的長度方向縱向添加上述線材，一邊在長度方向上搬運上述條 材和上述線材，一邊W包裹上述線材的方式將上述條材在寬度方向上卷彎，對卷彎得到的 上述條材的接縫進行接合，來形成上述線材被上述條材包裹的復合線材;拉絲工序，其通過 對上述復合線材進行拉絲來形成合金元素添加材，該合金元素添加材具備含有合金元素的 線狀的忍材、和含有銅且覆蓋上述忍材的外周的外層材，分別構成上述外層材W及上述忍 材的銅W及合金元素的重量比是在銅與合金元素的相圖中在銅的烙點W下的范圍成為液 相的范圍內的重量比；烙融工序，其與上述準備工序、上述包覆工序W及上述拉絲工序并行 地使含有銅的母材烙融來形成銅烙液；W及添加工序，其向上述銅烙液添加合金元素添加 材。
[0143] [附記 7]
[0144] 根據附記6的銅合金材的制造方法，優選的是，在上述拉絲工序中將上述復合線材 在減面率20 % W上99.99 % W下的范圍內進行拉絲。
【主權項】
1. 一種合金元素添加材，其用于在銅合金材的制造中向含有銅的母材熔融而得到的銅 熔液添加合金元素， 上述合金元素添加材的特征在于，具備： 含有合金元素的線狀或者板狀的芯材；以及 含有銅且覆蓋上述芯材的外周的外層材， 分別構成上述外層材以及上述芯材的銅以及合金元素的重量比是在銅和合金元素的 相圖中在銅的熔點以下的范圍成為液相的范圍內的重量比。2. 根據權利要求1所述的合金元素添加材，其中， 上述外層材被設置為，在與上述芯材之間不形成由構成上述外層材的銅和構成上述芯 材的合金元素構成的金屬間化合物。3. 根據權利要求1或者2所述的合金元素添加材，其中 上述合金元素添加材是以上述芯材為線狀且上述外層材覆蓋線狀的上述芯材的整周 的方式設置的復合線。4. 根據權利要求1或者2所述的合金元素添加材，其中 上述合金元素添加材是以上述芯材為板狀且上述外層材覆蓋板狀的上述芯材的兩主 面的方式設置的復合板。5. 根據權利要求1~4中的任一項所述的合金元素添加材，其中， 上述合金元素是從18、六1、11、1^、21'、〇6、]\111、5;[、以及￥中選擇出的至少一種。6. -種銅合金材的制造方法，其是含有合金元素的銅合金材的制造方法，上述銅合金 材的制造方法的特征在于，具有： 準備工序，其準備含有銅的條材和含有合金元素的線材； 包覆工序，其通過沿著上述條材的長度方向縱向添加上述線材，一邊在長度方向上搬 運上述條材和上述線材，一邊以包裹上述線材的方式將上述條材在寬度方向上卷彎，對卷 彎得到的上述條材的接縫進行接合，來形成上述線材被上述條材包裹的復合線材； 拉絲工序，其通過對上述復合線材進行拉絲來形成合金元素添加材，該合金元素添加 材具備含有合金元素的線狀的芯材、和含有銅且覆蓋上述芯材的外周的外層材，分別構成 上述外層材以及上述芯材的銅以及合金元素的重量比是在銅與合金元素的相圖中在銅的 熔點以下的范圍成為液相的范圍內的重量比； 熔融工序，其與上述準備工序、上述包覆工序以及上述拉絲工序并行地使含有銅的母 材熔融來形成銅熔液;以及 添加工序，其向上述銅熔液添加合金元素添加材。7. 根據權利要求6所記載的銅合金材的制造方法，其中， 在上述拉絲工序中，在減面率20%以上99.99%以下的范圍內對上述復合線材進行拉 絲。
【文檔編號】C22C9/00GK106048267SQ201610069187
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年2月1日 公開號201610069187.X, CN 106048267 A, CN 106048267A, CN 201610069187, CN-A-106048267, CN106048267 A, CN106048267A, CN201610069187, CN201610069187.X
【發明人】藤戶啟輔, 早坂孝, 宇佐美威, 鷲見亨
【申請人】日立金屬株式會社