JP2009226419A - 銅または銅合金線材の製造方法および銅または銅合金線材 - Google Patents

Abstract

【課題】製造コストの低減を図り、溶湯の酸化を防止し、酸素量１０ｐｐｍ以下の無酸素銅にすると同時に、注湯時の気泡巻き込みによるブローホール発生を減少させ、それにより線引き圧延時の表面欠陥を減少させる無酸素銅線材の製造方法を提供する。
【解決手段】溶解炉から製出される溶銅を、樋を経てタンディッシュ内に連続的に導き、前記タンディッシュ内の溶銅をベルト＆ホイール式または双ベルト式の移動鋳型鋳造機で鋳塊とし、この鋳塊を連続的に引き出して連続圧延する無酸素銅または無酸素銅合金線材の製造方法であって、前記タンディッシュに付設したスパウトと鋳造機の間の溶湯注湯部分を、９０容量％以上の水素ガスを含むシールガスでシールし、酸素濃度が１０ｐｐｍ以下である無酸素銅または無酸素銅合金線材の製造方法。
【選択図】なし

Description

本発明は、移動鋳型を用いて銅または銅合金を連続鋳造圧延し、自動車用ワイヤー・ハーネスやその他の信号用線やトロリー線として好適に使用される銅または銅合金線材の製造方法およびこの製造方法により得られる銅または銅合金線材に関する。

モータやオルタネーターなどの発電機等に用いられる銅導体は、性能と信頼性の向上を目的に溶接接続されるので、溶接部にガスボイドが生じない無酸素銅が使用される。また、電子機器の小型化が進む中で、銅導体には細線化が求められ、延性や加工性に優れる無酸素銅が使用されるようになってきた。
無酸素銅の製造方法には、（１）ディップフォーミング法、（２）アップキャスト法、（３）横型連続鋳造法などがある。これらの製造方法は、いずれも小規模設備のため溶銅周囲を非酸化雰囲気にするのは容易であるが、生産能性が低いことからコストが高くなる欠点がある。

そこで、無酸素銅を連続鋳造圧延法で製造する方法が提案されており（例えば、特許文献１参照）、ここでは、スパウトと鋳造機の間の溶銅注湯部分を還元性ガスで被覆する手段が示されている。
また、生産能力の高いベルト＆ホイール式等の溶融金属がスパウトから回転鋳造機に到達する間、空気にさらされて酸化し、無酸素線を製造することが困難であることより、スパウトの周囲に外筒を設け、注湯部に非酸化性ガスを導入することにより周辺空気を遮断し、無酸素レベルの連続棒を作製できることが開示されている（例えば、特許文献２参照）。
さらに、ベルト＆ホイール式連続鋳造圧延法に脱酸槽を設置し、さらにスパウト先端部から鋳型内空間をブタンガス、アセチレンガスの還元性ガスの燃焼炎の雰囲気とし、酸化防止を図ることで無酸素銅線、無酸素銅合金線を製造する方法が知られている（例えば、特許文献３参照）。

特開昭５４−４５６２８号公報 特開平１０−２４９４９３号公報 特開２００２−１２００５０号公報

しかしながら、特許文献１に記載された前記回転移動鋳型を用いた連続鋳造圧延法による無酸素銅（合金）線材では、溶銅を冷却固化させて鋳塊としたとき、鋳塊にボイド、割れが生成し、圧延時に無酸素銅（合金）線材表面に傷が発生し、表面品質を低下させる問題があった。また、特許文献２には、金属および非酸化性ガスがどのようなものであるのかは示されておらず、また空気の巻き込みによる酸化を防止することを目的としている。さらに、前記鋳塊に発生するボイド、割れの原因として溶銅中の水素に注目し、前記溶銅の移送過程において、脱水素処理を行う技術や、また無酸素銅線材の水素濃度を１ｐｐｍ以下にすることによって無酸素銅線材の表面品質を向上させる技術が知られている。しかし、この技術を用いても、前記鋳塊でのボイド、割れの生成は皆無にはならず、圧延での無酸素銅（合金）線材表面での傷の発生もさほど抑制されず、得られる無酸素銅線材の表面品質はまだ不十分なままであった。

ところで、酸素量１０ｐｐｍ以下の無酸素銅や無酸素銅合金を移動鋳型鋳造法であるベルト＆ホイール式や双ベルト式等で連続鋳造する際、スパウトから鋳型へ溶銅が流れ込む際に、鋳塊内部のボイドが生成することがある。この原因を究明する上で、この空間の雰囲気ガスとして還元性ガスであるブタンを用いて鋳造を行った。この条件で得られた鋳塊のボイド内面には微量な炭素が付着していることが確認され、これは溶湯上面のガスが巻き込まれ、それが熱分解してできた炭素が付着したものと判断される。

各特許文献には、溶銅中の水素及び微量酸素によりボイドが形成されるとの記載があるが、スパウトから移動鋳型内への高速な流れを伴う注湯では、鋳型内溶銅湯面近くの気体を溶湯中に巻き込むことを新たに見出した。このことから、通常ガスシールとして用いられるアルゴン、窒素、ブタンなどの非酸化性、還元性のガスは溶銅には固溶せず、気体が気泡としてそのまま溶銅中に存在し、凝固界面に捕捉され残存してしまう。前記のとおり特にブタン等の炭化水素系ガスの場合、巻き込まれたガスが鋳塊内で熱分解し、カーボンが付着したボイドとなる。このカーボンが付着したボイドは、鋳造工程に続く圧延工程で圧着させることはきわめて難しく、例えばエナメル被覆工程で最終的に表面欠陥、ブツ欠陥へとつながる。

そこで本発明は、銅または銅合金（以下、「銅または銅合金」を「銅（合金）」と略記する場合がある。）線材の製造法において、製造コストの低減を図るうえで連続鋳造圧延法を採用し、その工程で溶湯の酸化を防止し、酸素量１０ｐｐｍ以下の無酸素銅（合金）にすると同時に、注湯時の気泡巻き込みによるボイド発生を減少させ、それにより線引き圧延時の表面欠陥を減少させる無酸素銅（合金）線材の製造方法およびそれにより得られる無酸素銅（合金）線材を提供することを目的とする。

発明者らは、このボイド形成の新たなメカニズムを解明し、その改善として注湯時のシールガスの気泡巻き込みが生じても、従来のシールガスに比べ水素は溶銅に固溶するガスであることを見出した。そのためスパウトからの注湯時にシールガスとして水素を使用すれば、溶湯中に巻き込まれたとしても小さな気泡は溶銅中に固溶していく。そして、水素ガスは溶銅の凝固時に排出され、鋳造工程に続く圧延工程で圧着されて消滅するピンホールという微細な気泡欠陥を生じるのみであることがわかった。本発明はこのような知見に基づきなされるに至ったものである。また、スパウトから供給される溶銅中の酸素量が１０ｐｐｍを超える場合に於いては、この酸素と巻込まれた水素とが化学反応による水蒸気を形成し、大きなブローホールを形成することも見出した。その為に、スパウトから供給される溶銅若しくは合金溶銅中の酸素量は１０ｐｐｍ以下であることが必要である。

すなわち本発明は、
（１）溶解炉から製出される銅または銅合金溶銅を、樋を経てタンディッシュ内に連続的に導き、前記タンディッシュ内の溶銅をベルト＆ホイール式または双ベルト式の移動鋳型鋳造機に注入し、冷却固化させて鋳塊とし、この鋳塊を前記鋳造機から連続的に引き出してそのまま連続圧延する無酸素銅または無酸素銅合金線材の製造方法であって、前記タンディッシュに付設したスパウトと鋳造機の間の溶湯注湯部分を、９０容量％以上の水素ガスを含み、残部が炭素を実質的に含有しない非酸化性ガスであるシールガスでシールし、酸素濃度が１０ｐｐｍ以下である銅または銅合金線材とすることを特徴とする無酸素銅または無酸素銅合金線材の製造方法、
（２）原料銅を溶解炉で溶解し、脱酸・脱水素処理を行い、その後合金元素成分を添加し、前記銅合金溶銅とすることを特徴とする（１）記載の無酸素銅合金線材の製造方法、
（３）前記タンディッシュ内にリン化合物を加え、溶銅の温度を１０８５〜１１００℃に調整することを特徴とする（１）または（２）記載の無酸素銅線材の製造方法、
（４）前記銅合金が、Ｎｉを１．０〜５．０質量％、Ｓｉを０．２５〜１．５質量％含有し、残部がＣｕおよび不可避的な不純物元素から構成される析出強化型であることを特徴とする、（１）〜（３）のいずれか１項に記載の銅合金線材の製造方法、
（５）前記銅合金が、Ｃｒを０．２〜２．０質量％含有し、Ａｇ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｚｎ、ＳｎおよびＦｅからなる群から選択される少なくとも１つの元素を０．０２〜１．０質量％含有し、残部がＣｕおよび不可避的な不純物元素から構成されることを特徴とする、（１）〜（３）のいずれか１項に記載の銅合金線材の製造方法、および、
（６）前記（１）〜（５）のいずれか１項に記載の方法で製造した銅または銅合金線材、
を提供するものである。

本発明によれば、シールガスである水素ガスは溶銅に固溶できるガスであるため、スパウトからの溶銅注湯時に溶湯中に巻き込まれたとしても溶銅中に溶解し、ごく小さな気泡を生成するのみである。そして水素ガスは溶銅の凝固時に排出され、ピンホールという微細な気泡欠陥を生じるが、水素は原子量が小さいため固体内へ拡散し易く、鋳造後に連続して施される熱間圧延工程で圧延を施すことによりピンホールの内圧が上昇することにより鋳塊内に水素が拡散し、最終的には圧着してピンホールを消滅させることができる。
スパウト周辺と注湯部分のシールガスとして水素ガスを９０容量％以上含み、かつ炭素を実質的に含有しないガスを使用することにより、非酸化性・還元性であり、溶湯の酸化を防止すると同時に上記したように注湯時の気泡巻き込みによるボイドの発生を減少させることができる。それにより、圧延伸線時の表面欠陥を減少させることができ、皮むき量を減らすことができ歩留が向上する。また、エナメル塗布工程でのぶつ欠陥の発生も低減できる。
したがって、良質な銅または銅合金線材が得られ、短時間に大量かつ低コストで製造できる。その結果の一例として、従来に比べ安価なワイヤー・ハーネスやトロリー線を大量に供給することが可能である。

次に、本発明の移動鋳型を用いた連続鋳造圧延による無酸素銅（合金）線材の製造方法について説明する。本発明の製造方法ではベルト＆ホイール式または双ベルト式の移動鋳型鋳造機が用いられる。
本発明の銅合金線材の製造方法について、図面を参照して、本発明に係る実施形態の種々の例について説明する。なお、各図において同一要素には同一符号を付して重複する説明を省略する。

図１は本発明に係る製造方法の全工程の一例を示す説明図である。本発明に係る無酸素銅（合金）線材の製造方法は、電気銅の地金等を例えば図１に示すように、シャフト炉１を用いて還元性雰囲気で溶解して溶銅を得て、該溶銅を樋２を経てタンディッシュ３内に連続的に導く。該タンディッシュ３内の溶銅を、ターンロールにより回動するベルト６とホイール７により構成されたベルト＆ホイール式の移動鋳型鋳造機８内に注入し、冷却固化して鋳塊９とし、鋳塊９を前記鋳型から連続的に引き出す。この凝固した鋳塊９の温度をできるだけ低下させない状態（好ましくは９００℃以上）で、連続圧延機１０（２方ロール方式、好ましくは３方ロール方式）で所定の線径まで圧延を行い、荒引線材１１とする。その荒引線材１１はそのまま巻き取られるか、または図１に示される伸線圧延機１２で更に圧延し、伸線材１３としパレット１４に巻き取る。図１において、伸線圧延機１２の設置は任意である。
移動鋳型鋳造機としては、図１に示したベルト６とホイール７により構成されるいわゆるベルト＆ホイール式移動鋳型に制限されるわけではなく、そのほかに、たとえばベルトとベルトにより構成されるいわゆる双ベルト式移動鋳型が使用できる。

本発明の連続鋳造圧延を行う線材製造方法における移動鋳型鋳造機までの設備構成の別の例の概略をさらに図２を参照して説明する。
図２に示す装置は、銅合金線材を製造するのに好ましい一態様であり、図１のシャフト炉１から移動鋳型鋳造機８までにさらに保持炉１５、脱酸・脱水素ユニット１６、誘導加熱炉１７、添加装置１８を設けた例である。
シャフト炉１において原料銅を１０９０〜１１５０℃で溶解させ、溶銅をシャフト炉１から樋２を通して保持炉１５へ出湯させた後、保持炉１５内において１１００〜１２００℃で滞留させながら、保持炉内の溶銅を、樋２を通して脱酸・脱水素ユニット１６、誘導加熱炉１７へ出湯させる。その後、誘導加熱炉１７にて、添加装置１８から合金元素成分を添加して、所定の合金組成となるように調整し、溶融させる。

前記の銅合金のうちで溶湯としたとき、例えばコルソン合金溶湯は、酸素との親和力が高いＳｉ等を含有する為に、溶銅中の酸素ポテンシャルは大変低い状態となっており、それ故に溶銅中の水素ポテンシャルは逆に高い状態となっている。したがって、このような銅合金の場合には予めで誘導加熱炉中の溶銅の脱水素処理を施すのが好ましい。また、ポーラス・プラグ１９からバブリングされる気泡により合金溶湯との濡れ性が悪い酸化物が吸着されて除去される。この溶銅中のＳｉ等の酸素との親和力が高い元素の酸化を防止する為に、樋２の上部空間は不活性ガス若しくは還元性ガスで覆っておくのがよい。しかし、僅かな酸化物でも鋳塊に巻き込まれると得られる線材製品の表面欠陥、断線等の不具合を生じる恐れがあるから、好ましくは樋２にセラミックス・フィルター２０を設置する。

脱酸処理は、例えば、脱酸処理部内に粒状木炭を配置し、内蓋を被せ、ガスバーナーで加熱し、脱酸・脱水素ユニット１６内及び木炭が赤熱化したところで保持炉１５から溶銅を出湯する。溶銅は脱酸処理部内を迂回しながら通り抜ける間に、溶銅中の酸素は粒状木炭と反応して、炭酸ガスとなり、溶銅中を浮上し、放出される。
脱水素処理は、溶銅を、非酸化ガス雰囲気に保持された樋中を迂回させながら通すことで非酸化ガスと接触させる、脱ガス手段によって行うことができる。あるいは、溶銅に不活性ガス若しくは還元ガスを吹き込む方法、回転子を用いて同ガスを吹き込む方法、溶銅を真空中で還流させる方法などによって脱水素処理を行ってもよい。脱水素は、脱酸処理後に行っても、脱酸処理と同時に行ってもよい。なお、タンディッシュ３の純銅溶湯若しくは合金溶湯中の酸素濃度が１０ｐｐｍ以下になるように調整する。
誘導加熱炉１７からの溶銅は、樋２を通ってタンディッシュ３内に連続的に移送され、その溶湯５をガスでシールされた状態でベルト＆ホイール式の移動鋳型鋳造機８へスパウト４から注湯し、凝固させる。１０ｐｐｍを超える酸素を含有する溶銅に対して水素ガスを９０容量％以上含むシールガスでシールすると、巻き込まれた水素ガスと溶銅中の酸素との化学反応によって大きな水蒸気起因のブローホールが形成される。

本発明の無酸素銅（合金）線材の製造法では、タンディッシュ３内に例えばリン化銅（以下、ＣｕＰと略記する）を溶銅に添加し、且つタンディッシュ３内の溶銅の温度を１０８５〜１１００℃、より好ましくは１０８５〜１０９５℃に調整する。このとき、添加するＣｕＰは溶銅に溶解、拡散しやすいように２ｍｍφ程度の粒状のものが好ましい。
タンディッシュ３内で、リン化合物を溶銅に添加するのは、溶銅の脱酸を行うためのほかに、脱水素を行い、鋳塊でのボイドを低減させるためであり、さらに、鋳塊にリン化合物が残存することで結晶粒界の強度を向上させ、鋳塊での割れを低減させるためである。さらに、タンディッシュ３内の溶銅の温度を１０８５〜１１００℃に調整するのは、前記リン化合物による溶銅の脱水素、及び鋳塊の結晶粒界の強度向上を顕著に発現させ、鋳塊中のリン含有量が１０ｐｐｍ以下と少ない場合でも、鋳塊でのボイド、割れの生成を少なくし、圧延での無酸素銅線材表面に傷を発生しにくくするためである。

鋳塊中のリン含有量を１〜１０ｐｐｍにする理由は、リン含有量が１ｐｐｍ未満では溶銅を冷却固化させた鋳塊でのボイド、割れの生成が低減できず、圧延時での無酸素銅線材表面の傷が発生しやすくなり、表面品質が悪化するためである。リン含有量が１０ｐｐｍを超えると、該無酸素銅線材をさらに冷間加工して得られる無酸素銅伸線の導電率が９８％未満の低いものになってしまうためである。
タンディッシュ３内の溶銅の温度を１０８５〜１１００℃とする理由は、温度が１０８５℃未満だと溶銅が凝固する恐れがあるためであり、温度が１１００℃を超えると、前記リン化合物による溶銅の脱水素、及び鋳塊の結晶粒界の強度向上を十分に発現できなくなり、溶銅を冷却固化させた鋳塊でのボイド、割れの生成が増加し、圧延時での無酸素銅線材表面の傷が発生しやすくなるためである。

本発明の無酸素銅（合金）線材の製造法では、タンディシュ内の溶銅を付設したスパウトから移動鋳型鋳造機に注入して、冷却固化させて鋳塊とする方法であるが、その詳細をベルト＆ホイール式移動鋳型鋳造機については図３に、双ベルト式移動鋳型鋳造機については図４にしたがって説明する。
図３に示すベルト＆ホイール式の移動鋳型鋳造機８は、ベルト（図示せず）とホイール７により構成され、冷却されたベルトが支持ローラにより鋳型の形成されたホイール外周に押さえつけられてホイールを回転している。図４に示す双ベルト式の移動鋳型鋳造機８は、冷却された２本の回転するベルト６の間で鋳造するものである。
タンディシュに付設したスパウト４から溶湯５が移動鋳型鋳造機に注入されるが、本発明では、そのスパウトと鋳造機の間の溶湯注湯部分Ａ（図３、図４で点線で囲まれた部分）にシールガスを吹き付けシールする。
使用するシールガスは、９０容量％以上の水素を含み、残部が窒素、アルゴン等の炭素を実質的に含有しない非酸化性ガスであり、好ましくは水素濃度が９５容量％以上、さらに好ましくは９８容量％のガスである。

本発明の銅（合金）線材の製造方法に適用されるのは純銅または銅合金であるが、銅合金の例として、コルソン系合金等の析出強化型銅合金が好ましい。
ここで、本発明の代表例として以下にコルソン合金（Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｉ系銅合金）を適用した製造方法について示すが、析出強化型銅合金であれば他の合金系についても同様な方法で製造することができる。
例えば、コルソン系銅合金は、Ｎｉを１．０〜５．０質量％、Ｓｉを０．２５〜１．５質量％含有し、残部がＣｕおよび不可避的な不純物元素を含有するものが一般的である。
Ｎｉの含有量を１．０〜５．０質量％に規定する理由は、強度を向上させるため、及び連続鋳造圧延直後の荒引線について高温焼入れを行った場合に溶体化処理後の状態（溶体化状態）若しくはそれに近い状態の荒引線を得られるようにするためである。１．０質量％未満では十分な強度が得られず、５．０質量％を超えると、連続鋳造圧延直後に高温焼入れを行っても溶体化状態若しくはそれに近い状態にすることが困難となる。Ｎｉの含有量は、好ましくは１．５〜４．５質量％、より好ましくは１．８〜４．２質量％である。
また、Ｓｉを０．２５〜１．５質量％に規定する理由は、Ｎｉと化合物を形成して強度を向上させること、及び上記Ｎｉと同様に、連続鋳造圧延直後の荒引線について高温焼入れを行った場合に溶体化状態若しくはそれに近い状態の荒引線を得られるようにするためである。０．２５質量％未満では十分な強度が得られず、１．５質量％を超えると、連続鋳造圧延直後に高温焼入れを行っても溶体化状態若しくはそれに近い状態にすることが困難となる。Ｓｉの含有量は、好ましくは０．３５〜１．２５質量％、より好ましくは０．５〜１．０質量％である。

さらに、前記の銅合金は、Ａｇ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｐ、およびＦｅからなる群から選択される少なくとも１つの元素を０．１〜１．０質量％含有していても良い。これらの金属元素が０．１〜１．０質量％含有されていると、強度が優れるためである。０．１質量％未満ではその効果が十分現れず、１．０質量％を超えると、連続鋳造圧延直後の荒引線について高温焼入れを行った場合に溶体化状態若しくはそれに近い状態にすることが困難となる。これらの元素の含有量は、好ましくは０．１１〜０．８質量％、より好ましくは０．１２〜０．６質量％である。
さらにまた、前記の銅合金は、上記Ｎｉの含有量の一部あるいは場合によっては全部をＣｏに代えてもよい。この場合、ＮｉとＣｏは合計で１．０〜５．０質量％（好ましくは１．５〜４．５質量％、）含有される。Ｃｏは、Ｓｉとの化合物形成の点でＮｉと同様の作用効果を示し、強度向上に寄与するものである。

また、本発明の銅合金線材の製造方法が適用される銅合金の例として、上述したコルソン合金の他に、Ｃｒを０．２〜２．０質量％（好ましくは０．３〜１．５質量％、）含有し、残部がＣｕおよび不可避的な不純物元素から構成される銅合金、およびＣｒを０．２〜２．０質量％（好ましくは０．３〜１．５質量％）、さらにＡｇ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｚｎ、ＳｎおよびＦｅからなる群から選択される少なくとも１つの元素を０．０２〜１．０質量％（好ましくは０．０５〜０．８質量％、）含有し、残部がＣｕおよび不可避的な不純物元素から構成される銅合金、などが挙げられる。

連続圧延機から得られた荒引線材を６００℃以上の高温、好ましくは６５０℃以上で後方に位置する冷却装置で焼入れを施す。本発明の製造方法によれば、ほぼ溶体化状態の荒引線を製造することができ、従来の製造方法で必須であった溶体化処理（例えば、９００℃で３０分保持などの熱処理工程）を省くことができ、かつ、時効工程で十分な金属間化合物の析出が可能となる。

本発明の移動鋳型鋳造機を用いた連続鋳造圧延によれば、低コストで、表面品質が良好で、且つ該無酸素銅（合金）線材をさらに冷間加工して得られる無酸素銅伸線は９８％以上の高い導電率を有する無酸素銅（合金）線材が製造できる。

次に、本発明を実施例に基づいてさらに詳細に説明するが、本発明はこれに制限されるものではない。
酸素濃度が１０ｐｐｍ以下である銅または銅合金線材では、一般に「平均表面欠陥数が２個／１００００ｍ（φ２．６ｍｍ線）以下」であれば、線材として十分な特性を有するものであるとされている。この実施例により本発明で得られる線材がこの特性を有するものであることを明らかにする。

（実施例）
図１に示す回転移動鋳型（ベルト＆ホイール式）を用いた連続鋳造圧延法により、電気銅地金をシャフト炉１でＣＯ雰囲気にて溶解し、得られた溶銅を樋２を経てタンディッシュ３内に連続的に導いた。溶銅が銅合金の場合には、図２に示すように添加装置１８から合金成分を加え誘導加熱炉で混合溶融し、タンディッシュでの溶銅（合金）温度を１０８５〜１１５０℃の範囲とした。該タンディッシュ３内の溶銅（合金）を該タンディッシュ３に取り付けられたスパウト４から溶銅湯５を、ベルト６とホイール７により構成された回転移動型鋳造機内に注入した。その際、シールガスとして表１に示す水素ガス及び混合ガス、不活性ガスをスパウト周辺の注湯部へ１０Ｌ／ｍｉｎで吹きつけた。なお、実施例Ｎｏ.２〜４で使用した水素ガスは、純度９９．９９％以上のものである。
冷却固化して鋳塊９とし、この鋳塊９を前記鋳型から連続的に引き出し、そのまま連続圧延機１０で連続圧延し、酸素濃度が１０ｐｐｍ以下の銅荒引線、銅合金荒引線（φ８ｍｍ）１１を２０トン／時で製造した。この荒引き線の表面を１００μｍ皮むきし、その後伸線機１２でφ２．６ｍｍまで伸線し無酸素銅伸線材１３を得た。この伸線材１３を、パレット１４に巻き取った。

φ２．６ｍｍ伸線する際のダイス出側に渦流探傷試験機（うず電流試験機、日本フェルスター（株）製）を設置し表面欠陥を測定した。この渦流探傷試験機から出力された信号レベルが許容値を超えたものを有害欠陥と判断し、その個数（１００００ｍ当たりの平均）を調査した結果を下記の表１に示した。なお、伸線（または荒引き線）の酸素含有量についても酸素分析計（ＬＥＣＯジャパン（株）製）により測定を行い、結果を表１にまとめた。
表１中、ＯＦＣは酸素濃度１０ｐｐｍ以下の純銅（無酸素銅：ＪＩＳ Ｃ１０２０相当）、ＴＰＣは酸素濃度が１０ｐｐｍを超える純銅（タフピッチ銅：ＪＩＳ Ｃ１１００相当）である。

上記表１から明らかなように、シールガスとして９０容量％以上の水素ガスを含有し、残部が炭素を実質的に含有しない非酸化性ガスを使用すると、従来の不活性ガス、還元性ガスを用いたものに比べ、得られる線材の表面欠陥は大幅に減少し、良質な線材となることが明らかとなった。

本発明に係る製造方法の全工程の一例を示す概略説明図である。 本発明の製造方法のベルト＆ホイール式移動鋳型鋳造機までの工程を示す他の例の概略説明図である。 本発明で用いられるベルト＆ホイール式移動鋳型鋳造機への注湯部分を説明する断面概略図である。 本発明で用いられる双ベルト式移動鋳型鋳造機への注湯部分を説明する断面概略図である。

符号の説明

１ シャフト炉
２ 樋
３ タンディッシュ
４ スパウト
５ 溶湯
６ ベルト
７ ホイール
８移動鋳型鋳造機
９ 鋳塊
１０ 連続圧延機
１１ 荒引線材
１２ 伸線圧延機
１３ 伸線材
１４ パレット
１５ 保持炉
１６ 脱酸・脱水素ユニット高濃度溶銅製造炉
１７ 誘導加熱炉
１８ 添加装置
１９ ポーラス・プラグ
２０ セラミックス・フィルター
Ａ 溶湯注湯部分

Claims (6)

1. 溶解炉から製出される銅または銅合金溶銅を、樋を経てタンディッシュ内に連続的に導き、前記タンディッシュ内の溶銅をベルト＆ホイール式または双ベルト式の移動鋳型鋳造機に注入し、冷却固化させて鋳塊とし、この鋳塊を前記鋳造機から連続的に引き出してそのまま連続圧延する無酸素銅または無酸素銅合金線材の製造方法であって、前記タンディッシュに付設したスパウトと鋳造機の間の溶湯注湯部分を、９０容量％以上の水素ガスを含み、残部が炭素を実質的に含有しない非酸化性ガスであるシールガスでシールし、酸素濃度が１０ｐｐｍ以下である銅または銅合金線材とすることを特徴とする無酸素銅または無酸素銅合金線材の製造方法。
2. 原料銅を溶解炉で溶解し、脱酸・脱水素処理を行い、その後合金元素成分を添加し、前記銅合金溶銅とすることを特徴とする請求項１記載の無酸素銅合金線材の製造方法。
3. 前記タンディッシュ内にリン化合物を加え、溶銅の温度を１０８５〜１１００℃に調整することを特徴とする請求項１または２記載の無酸素銅線材の製造方法。
4. 前記銅合金が、Ｎｉを１．０〜５．０質量％、Ｓｉを０．２５〜１．５質量％含有し、残部がＣｕおよび不可避的な不純物元素から構成される析出強化型であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の銅合金線材の製造方法。
5. 前記銅合金が、Ｃｒを０．２〜２．０質量％含有し、Ａｇ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｚｎ、ＳｎおよびＦｅからなる群から選択される少なくとも１つの元素を０．０２〜１．０質量％含有し、残部がＣｕおよび不可避的な不純物元素から構成されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の銅合金線材の製造方法。
6. 前記請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法で製造した銅または銅合金線材。

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