[发明专利]铜合金线材及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及铜合金线材及其制造方法。

背景技术

一直以来，作为线材用铜合金，已知有Cu-Zr系的铜合金。例如，在专利文献1中提出了如下的铜合金线材，其含有0.01～0.50重量％的Zr，通过进行溶体化处理、进行拉丝加工直至最终线径后，进行规定的时效处理，而提高了电导率和拉伸强度。对于该铜合金线材，使Cu₃Zr在Cu母相内析出，谋求直至730MPa的高强度化。此外，在专利文献2中，本发明人等提出了如下的方案：通过制成含有0.05～8.0at％的Zr、由Cu母相与Cu和Cu-Zr化合物的共晶相相互成为层状的结构构成、呈现相邻的Cu母相结晶粒彼此断续地相接的2相结构的铜合金，谋求直至1250MPa的高强度化。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2000-160311号公报

专利文献2：日本特开2005-281757号公报

发明内容

然而，专利文献1、2所记载的铜合金线材中，在进行了细线化的情况等，有时得不到充分的拉伸强度，期待进一步的高强度化。

本发明是为了解决这样的课题而完成的，主要目的在于提供可进一步提高拉伸强度的铜合金线材。

本发明人等为了达到上述目的而进行了深入研究，结果发现，对于以3.0at％以上7.0at％以下的范围含有Zr的铜合金，用纯铜铸型铸造直径为3mm～10mm的棒状铸块，拉丝该铸块以使截面减少率为99.00％以上，从而可得到高强度的铜合金线材，进而完成本发明。

即，本发明的铜合金线材具备

铜母相、和

包含铜-Zr化合物相和铜相的复合相，

合金组成中的Zr为3.0at％以上7.0at％以下，

上述铜母相与上述复合相构成母相-复合相纤维状结构，当观察与轴方向平行且包含中心轴的截面时，上述铜母相与上述复合相平行于轴方向地交互排列，

进一步地，对于上述复合相而言，上述铜-Zr化合物相和上述铜相构成复合相内纤维状结构，当观察上述截面时，上述铜-Zr化合物相和上述铜相以50nm以下的相间距平行于轴方向地交互排列。

或者，本发明的铜合金线材具备

铜母相、和

包含铜-Zr化合物相和铜相的复合相，

合金组成中的Zr为3.0at％以上7.0at％以下，

当观察与轴方向平行且包含中心轴的截面时，上述复合相按面积比计包括5％以上25％以下的非晶相。

此外，本发明的铜合金线材的制造方法包括如下工序：

(1)熔化原料以形成以3.0at％以上7.0at％以下的范围含有Zr的铜合金的熔化工序，

(2)铸造铸块以使2次枝晶臂间距(2次DAS)为10.0μm以下的铸造工序，和

(3)冷态拉丝上述铸块以使截面减少率为99.00％以上的拉丝工序。

或者，本发明的铜合金线材的制造方法包括如下工序：

(1)熔化原料以形成以3.0at％以上7.0at％以下的范围含有Zr的铜合金的熔化工序，

(2)用铜铸型来铸造直径为3mm以上10mm以下的棒状铸块的铸造工序，和

(3)冷态拉丝上述铸块以使截面减少率为99.00％以上的拉丝工序。

该铜合金线材可提高拉伸强度。虽然并不清楚得到这样的效果的原因，但推测如下：由于具有母相-复合相纤维状结构和复合相内纤维状结构这样的双重纤维状结构，它们成为致密的纤维状，因而产生正犹如纤维强化复合材料中的复合规则(複合則)成立那样的强化机制。或者推测为：复合相中存在的非晶相表现出某些强化机制。

附图说明

[图1]表示本发明的铜合金线材10的一个例子的说明图。

[图2]表示与本发明的铜合金线材10的轴方向平行且包含中心轴的截面的一个例子的说明图。

[图3]表示与本发明的铜合金线材10的轴方向平行且包含中心轴的截面的一个例子的说明图。

[图4]Cu-Zr二元系合金的平衡状态图。

[图5]模式地表示本发明的铜合金线材的制造方法的各工序中的铜合金的说明图。

[图6]铸型和直径3mm的圆棒铸块的照片。

[图7]拉丝加工中使用的金刚石模的照片。

[图8]与含有Zr4.0at％的、直径5mm的铸块的轴方向垂直的截面的铸造结构的SEM照片。