专利名称：：半软化温度低的铜粗线的制造方法、铜线的制造方法及其铜线的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种通过连铸轧制法的半软化温度低的铜粗线的制造方法、使用根据前述方法所制造的铜粗线的铜线的制造方法、以及根据前述方法所制造的半软化温度低的铜线。
背景技术：
：包括电线用铜线的铜线的大多数都是通过利用了连铸轧制法的方法来制造的。该制造方法是，通过连铸轧制法，从熔融原料铜而得到铜的熔融液开始来制造较大尺寸的铜粗线，把该铜粗线作为母线，对其实施另外的拉丝等加工，通过适当的退火处理，制造规定尺寸的铜线。连铸轧制法中，利用竖炉等熔融炉把电铜、碎铜等原料铜熔融而得到铜的熔融液，然后将该铜的熔融液经由移送桶、保持炉等供给带式连铸方式的连铸机，进行连铸，紧接着把根据前述方法得到的铸造棒进行热轧和冷却，通过此法制造规定尺寸的铜粗线。对于该连铸轧制法，原料铜的熔融、铸造、轧制工序的各生产线是连续的，作为铜粗线的制造方法，是非常高效的、生产性优异的方法。作为根据连铸轧制法得到的铜粗线的种类(材质)，有无氧铜线、韧铜线。但是，对于无氧铜线，通过连铸轧制法进行工业制造通常是困难的，存在原料铜的选定的问题(不能使用氧含有量多的碎铜)、必须严密地保持全部工序处于非氧化气氛中(如果不能如此，那么氧就会溶入到熔融液中，氧浓度变高，不能够得到无氧铜)等技术问题，与利用同样的连铸轧制法制造韧铜线的情况相比较，成本明显不具有优势。另一方面，把通过连铸轧制法制造的铜粗线作为母线，对其实施拉丝等加工，通过退火处理以制造铜线的方法中，通过连续进行拉丝工序和退火工序，能够提高铜线的生产性，其中，把软化温度低的母线用于拉丝用母线(铜粗线)是非常重要的。即，在连续进行拉丝工序和退火工序时，拉丝用的母线的退火温度高，不仅在退火处理上花费时间，而且有必要使得拉丝工序的生产速度配合于退火工序的生产速度，其结果是，存在铜线的生产性受到阻碍的问题。另外，拉丝用的母线的退火温度高，退火处理中需要的热能就增大，也会带来制品成本的上升的问题。因此，为了使用生产性优异的方法廉价地制造铜线，作为拉丝用的母线，使用退火温度低、也就是软化温度低的铜粗线是非常重要的。为了能够降低从铜粗线开始的铜材料的软化温度，有必要除去在铜材料中包含的杂质元素，提高铜材料的铜的纯度。作为除去在铜材料中包含的杂质元素的方法，例如有，原料铜的选定(使用高纯度铜)、对熔融原料铜而得到的铜的熔融液进行氧化精炼、还原精寸。但是，通过这些方法来除去杂质元素的方法，存在的问题是，任何一种的成本都会急剧升高。氧化精炼、还原精炼等方法，虽然在把韧铜用于原料铜时是正确选择项之一，但是在铸造技术的经济性上是极其不利的方法，不能说是工业上适用的方法。另外，能够在原料铜中使用(再利用)韧铜形成的良好品质的碎铜、利用连铸轧制法的铜粗线的制造方法，其工业的、经济的长处是极大的。众所周知，作为降低铜材料的软化温度的其他方法，在铜材料中包含的杂质元素当中，某些种类的元素的浓度如果进一步降低是较为有利的。作为此处所谓的某些种类的元素的一种，有在铜中以固溶状态存在的硫(S)。因此，为了降低在铜中固溶状态的硫(S)的浓度，尝试着对铜的熔融液实施真空脱气处理等方法。但是，在以前的该方法中，由于不能够充分降低固溶在铜中的硫(使S析出)，所以不能够充分降低铜材料的软化温度。与此相关联地，专利文献1、2中记载了如下方法，作为制造软化温度低的铜材料(铜粗线)的方法，在原料铜中使用韧铜得到熔融液，在该熔融液中按照规定的比例添加选自Nb、Ti、Zr、V、Ta、Fe、Ca、Mg或者Ni等金属或者合金所形成的、与S的亲和力大的金属(硫亲和金属)，通过使得这些金属与韧铜的熔融液中所包含的S反应，使得S作为硫化物析出，降低在铜中固溶的S的浓度，通过此法降低铜材料的软化温度。另外，专利文献3中记载了如下方法，作为制造半软化温度低的无氧铜线的方法，在原料铜中使用特定的无氧铜得到无氧铜熔融液，把该无氧铜熔融液连铸成截面积大的铸块，紧接着将该铸块进行热轧形成粗线，通过对粗线实施减面加工，大量形成作为再结晶核的高应变部位来制造退火软化开始温度和半软化温度低的无氧铜线。专利文献1日本特开2006-272422号公报专利文献2日本特开2006-274383号公报专利文献3日本特开2007-46102号公报
发明内容但是，如前所述，作为降低铜材料的软化温度的方法，为了降低固溶在铜中的硫的浓度而对铜的熔融液实施真空脱气处理等方法中，由于不能够充分降低固溶在铜中的硫(使S析出)，所以不能够充分降低铜材料的软化温度。与此相对，对于专利文献1、专利文献2中记载的方法，是在韧铜的熔融液中添加Nb等和S的亲和力大的金属(硫亲和金属)，通过使得这些金属与韧铜的熔融液中包含的S反应，使得S作为硫化物而析出，减低铜材料中固溶的S的浓度，在以这样的方法降低铜材料的软化温度的方法中，必须在铜的熔融液中添加和S的亲和力大的金属。另外，对于专利文献3中记载的方法，是把无氧铜的熔融液连铸成截面积大的铸块的方法，它需要在原料铜中使用高价的无氧铜。因此，本发明的目的在于提供一种不需要添加和S的亲和力大的金属、也不需要在原料铜中使用高价的无氧铜、能够在低成本的情况下充分降低铜材料的软化温度、工业上极其有利的半软化温度低的铜粗线的制造方法，铜线的制造方法及其铜线。为了实现上述目的，技术方案1的发明提供一种半软化温度低的铜粗线的制造方法，其特征在于，在把由熔融原料铜而得到的铜的熔融液连铸轧制来制造铜粗线的方法中，对于在前述熔融液中含有的氧和硫，分别调整氧浓度为20ppm以下，硫浓度为6ppm以下，把通过前述方法调整得到的铜的熔融液在1120°C以下的铸造温度下进行连铸，紧接着把通过前述方法得到的铸造棒在850°C550°C的温度范围(轧制开始温度为850°C、轧制结束温度为550°C)下进行热轧。在上文中，所谓半软化温度是，在表示对铜线的加热温度(加热时间1小时)和抗拉强度的关系的加热软化曲线中，对应于加热前的铜线的抗拉强度和加热1小时后的铜线的抗拉强度的平均值的加热温度。也就是说，所谓半软化温度是指，通过加热使铜线的抗拉强度降低到大约一半的时候的相应的加热温度。另外，在上文中，在原料铜中，能够使用低氧铜、韧铜。低氧铜、韧铜，作为铜线用铜在工业上广泛应用，和无氧铜相比，不仅价格低廉，而且由于在铜中共存一定比例的氧(与无氧铜相比，存在的较多)，所以该氧与同样在铜中固溶的硫(S)等杂质发生反应形成氧化物，从而起到降低杂质浓度的作用，因此能够有效地使用。另外，对于低氧铜，与韧铜基本一样，可以通过把电铜作为原料铜使用，调整氧浓度来进行制造(铸造)，也可以把在电铜中混合了品质优良的碎铜的混合材料作为原料铜来使用，通过调整氧浓度来进行制造(铸造)。总之，有必要进行包括原料铜的选定的调整，使得熔融原料铜而得到的铜的熔融液中所含有的氧浓度为20ppm以下，硫浓度为6ppm以下。另外，在上文中，关于铜的熔融液中含有的氧，之所以调整氧浓度为20ppm以下，是因为氧浓度如果超过20ppm，铸造棒上容易产生开裂。另外，在上文中，关于铜的熔融液中含有的硫，之所以调整硫浓度为6ppm以下，是因为，由于和氧浓度的关系，如果硫浓度高(超过6ppm)，那么将不能够使得在铜中固溶的硫充分析出，利用连铸轧制法制造的铜粗线的软化温度不能够充分降低。另外，在上文中，之所以对调整了氧浓度(20ppm以下)和硫浓度(6ppm以下)的铜的熔融液在1120°C以下的铸造温度下进行连铸，是因为，通过提高冷却速度，能够使的铜的结晶微细化，因此固溶在铜中的硫也容易析出，而且通过降低铸造温度，能够降低铜的铸造组织中作为可见缺陷的气孔(blowhole)。另外，在上文中，之所以把通过连铸而得到的铸造棒在850°C550°C的温度范围(轧制开始温度为850°C，轧制结束温度为550°C)进行热轧，是因为，使得在铜中固溶的硫作为氧化物析出的反应是所谓的扩散反应，为了使得该扩散反应充分发生，需要使得轧制开始温度(850°C)比一般情况提的更高，所以就有必要充分加热铸造棒；如果轧制开始温度低那么将不能够使得扩散反应充分发生。另一方面，在轧制结束温度(550°C)得到了提高的情况下，由于对于铜的硫的固溶限度升高，所以在铜中固溶的硫浓度有增加的倾向，制造的铜粗线的软化温度不能够如预期的那样充分降低。根据该铜粗线的制造方法，通过采用上述构成，尤其是对于在铜的熔融液中含有的氧和硫，分别调整氧浓度为20ppm以下，硫浓度为6ppm以下，把通过前述方法调整得到的铜的熔融液在1120°C以下的铸造温度下进行连铸，紧接着把通过上述方法得到的铸造棒在850°C550°C的温度范围(轧制开始温度为850°C，轧制结束温度为550°C)进行热轧，通过此法，不需要添加和S的亲和力大的金属，也不需要在原料铜中使用高价的无氧铜，就能够在低成本低情况下充分降低铜材料的软化温度。技术方案2的发明提供一种铜线的制造方法，其特征在于，把根据技术方案1记载的制造方法制造的半软化温度低的铜粗线进行加工度为90%以上的冷加工，并且在同一条生产线上连续地进行退火处理。在上文中，加工度如下式所示。加工度={1-(加工后的线材截面积/加工前的线材截面积)}X100根据该铜线的制造方法，通过把根据技术方案1记载的制造方法制造的半软化温度低的铜粗线进行加工度为90%以上的冷加工，并且在同一条生产线上连续地进行退火处理，退火处理不会阻碍冷的拉丝等的加工速度，在同一条生产线上能够连续地进行铜线的拉丝等加工和退火处理，因此能够显著提高铜线的生产性。另外，通过此法，能够廉价地制造铜线。技术方案3的发明提供一种铜线，其特征在于，是根据技术方案2记载的制造方法制造的铜线，前述铜线的半软化温度为160°C以下。。根据该铜线，能够得到廉价而且半软化温度低、根据铜线的用途具有最合适的加工性的工业上有用的铜线。根据本发明的半软化温度低的铜粗线的制造方法、铜线的制造方法以及铜线，不需要添加和S的亲和力大的金属，也不必要在原料铜中使用高价的无氧铜，就能够在低成本的情况下充分降低铜材料的软化温度。图1是表示本发明的一个实施形态的使用连铸轧制法的半软化温度低的铜粗线的制造方法的概要的说明图。图2是本发明的一个实施形态的低氧铜线和低氧扁平铜线的截面图。符号的说明1竖炉2原料铜3燃烧器4移送桶5保持炉6铸造炉7耐火材料槽8连铸机9带子(belt)10轮子(wheel)11导向辊12铸造棒13热轧机14轧制辊15铜粗线16线圈具体实施例方式以下，基于附图详述本发明的优选的第1实施形态。在图1中，1是作为熔融炉之一的竖炉，所述竖炉是用于从上部投入电铜、碎铜等原料铜2，通过燃烧器3将原料铜加热熔融而制造铜的熔融液。4是用于移送铜的熔融液的移送桶。5是用于滞留利用前述竖炉1制造的铜的熔融液并保持一定温度的保持炉。6是具有用于浇铸的具有耐火材料槽(timdish)7的铸造炉。8是由带子(belt)9和轮子(wheel)10构成的带式连铸方式的连铸机。11是导向辊，用于引导来自前述连铸机8的连续导出的铜的铸造棒12。13是热轧机，通过两组以上的轧制辊14，把铜的铸造棒12成型为规定尺寸的铜粗线15。16是通过图中未示出的卷线机(coiler)成型为线圈状的铜粗线15的线圈。根据利用该连铸轧制法的铜粗线15的制造方法，原料铜2的熔融、铸造、轧制工程的各生产线是连续的，能够在高效率的状态下通过生产性优异的方法进行铜粗线15的制造。作为铜粗线的制造方法的实施形态，首先在竖炉1中把硫(S)浓度为6ppm以下原料铜2熔融，所述原料铜2由电铜和韧铜制的品质优良的碎铜组成，在保持炉5中把得到的铜的熔融液平静化并且把铜的熔融液的氧浓度调整为20ppm以下(低氧铜水平)。把该铜的熔融液在1120°C的铸造温度下经由铸造炉6以及耐火材料槽7供给给带式连铸方式的连铸机8，进行连铸。然后，把从连铸机8导出的铜的铸造棒12紧接着导入热轧机13，通过在850°C550°C的温度范围(轧制开始温度为850°C，轧制结束温度为550°C)进行热轧，使得在铜中固溶的硫(S)析出，制造半软化温度低的直径cp8mm的低氧铜的铜粗线15。在此处，铸造温度是测定铸造炉6的炉内的铜的熔融液的内部的温度(不是表面温度)而得到的温度。另外，轧制开始温度，是测定铸造棒12的前进方向中最初的热轧机13的轧制之前的温度而得到的温度，轧制结束温度测定铸造棒12的前进方向中的最后的热轧机13的轧制之后的温度而得到的温度。根据该铜粗线的制造方法，不需要像以前一样添加和S的亲和力大的金属、也不需要在原料铜中使用高价的无氧铜、能够在低成本的情况下充分降低铜材料的软化温度。接下来，作为铜线的制造方法的实施形态，把通过前述方法制造的直径cp8mm的低氧铜的铜粗线15通过冷拉丝加工将其冷加工(加工度为90%)成直径(p2.6mm的铜线，进一步地，把前述铜线在同一生产线上在加热温度为400°C、加热时间为1小时的条件下进行退火处理，制造规定的低氧铜线17(图2(a))。根据该铜线的制造方法，退火处理不会阻碍冷的拉丝加工速度，在同一条生产线上能够连续地进行铜线的拉丝加工和退火处理，因此能够显著提高铜线的生产性。另外，通过此法，能够廉价地制造铜线。此处，基于加热软化曲线，测定通过前述方法制造的低氧铜线(氧浓度为20ppm以下)的半软化温度，结果是150°C(实施例1)。为了比较，在同样条件下经过冷拉丝加工和退火处理而制造的无氧铜线的半软化温度为214°C(比较例1)。两者的半软化温度的比较结果如表1所示。表1半软化温度(V)比较例1214<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>根据实施例1的铜线，由于没有使用无氧铜，所以是廉价的，能够得到半软化温度低的、根据铜线的用途具有最合适的加工性的工业上有用的铜线。作为本发明的其他的实施形态，在基于前述的图1的实施形态中，除了使用双带式连铸方式的连铸机代替带式连铸方式的连铸机8以外，通过同样的方法制造低氧铜的铜粗线。基于附图详述本发明的优选的第2实施形态。通过图1所示的连铸轧制法制造铜粗线15的方面，与上述的第1实施形态的情况相同。作为铜粗线的制造方法的实施形态，首先在竖炉1中把硫(S)浓度为6ppm以下原料铜2熔融，所述原料铜2由电铜和韧铜制的品质优良的碎铜组成，在保持炉5中把得到的铜的熔融液平静化并且把铜的熔融液的氧浓度调整为20ppm以下(低氧铜水平)。把该铜的熔融液在1120°C的铸造温度下经由铸造炉6以及耐火材料槽7供给给带式连铸方式的连铸机8，进行连铸。然后，把从连铸机8导出的铜的铸造棒12紧接着导入热轧机13，通过在850°C550°C的温度范围(轧制开始温度为850°C，轧制结束温度为550°C)进行热轧，使得在铜中固溶的硫(S)析出，制造半软化温度低的直径(pl2mm的低氧铜的铜粗线15。根据该铜粗线的制造方法，不需要像以前一样添加和S的亲和力大的金属，也不需要在原料铜中使用高价的无氧铜，就能够在低成本的情况下充分降低铜材料的软化温度。接下来，作为铜线的制造方法的实施形态，把通过前述方法制造的直径q>12mm的低氧铜的铜粗线15通过冷拉丝加工将其冷加工(加工度为77%)成例如厚度2.4mmX宽度Ilmm的扁平铜线，进一步地，把前述扁平铜线在同一生产线上在加热温度为400°C、力口热时间为1小时的条件下进行退火处理，制造规定的低氧扁平铜线18(图2(b))。根据该扁平铜线的制造方法，退火处理不会阻碍冷的拉丝加工速度，在同一条生产线上能够连续地进行扁平铜线的拉丝加工和退火处理，因此能够显著提高扁平铜线的生产性。另外，通过此法，能够廉价地制造扁平铜线。此处，基于加热软化曲线，测定通过前述方法制造的低氧扁平铜线(氧浓度为20ppm以下)的半软化温度，结果是159°C(实施例2)。为了比较，在同样条件下经过冷拉丝加工和退火处理而制造的无氧扁平铜线的半软化温度为225°C(比较例2)。两者的半软化温度的比较结果如表2所示。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>半软化温度(。c)实施例2159下面详述本发明的优选的第3实施形态。通过图1所示的连铸轧制法制造铜粗线15的方面，与上述的第1和第2实施形态的情况相同。作为铜粗线的制造方法的实施形态，首先在竖炉1中把硫⑶浓度为6ppm以下原料铜2熔融，所述原料铜2由电铜和韧铜制的品质优良的碎铜组成，在保持炉5中把得到的铜的熔融液平静化并且把铜的熔融液的氧浓度调整为20ppm以下(低氧铜水平)。把该铜的熔融液在1120°C的铸造温度下经由铸造炉6以及耐火材料槽7供给给带式连铸方式的连铸机8，进行连铸。然后，把从连铸机8导出的铜的铸造棒12紧接着导入热轧机13，通过在850°C550°C的温度范围(轧制开始温度为850°C，轧制结束温度为550°C)进行热轧，使得在铜中固溶的硫(S)析出，制造半软化温度低的直径(p23mm的低氧铜的铜粗线15。根据该铜粗线的制造方法，不需要像以前一样添加和S的亲和力大的金属、也不需要在原料铜中使用高价的无氧铜、能够在低成本的情况下充分降低铜材料的软化温度。接下来，作为铜线的制造方法的实施形态，把通过前述方法制造的直径cp23mm的低氧铜的铜粗线15通过冷拉丝加工将其冷加工(加工度为90%)成例如厚度2.4mmX宽度20mm的扁平铜线，进一步地，把前述扁平铜线在同一生产线上在加热温度为400°C、加热时间为1小时的条件下进行退火处理，制造规定的低氧扁平铜线18(图2(b))。根据该扁平铜线的制造方法，退火处理不会阻碍冷的拉丝加工速度，在同一条生产线上能够连续地进行扁平铜线的拉丝加工和退火处理，因此能够显著提高扁平铜线的生产性。另外，通过此法，能够廉价地制造扁平铜线。此处，基于加热软化曲线，测定通过前述方法制造的低氧扁平铜线(氧浓度为20ppm以下)的半软化温度，结果是151°C(实施例3)。为了比较，在同样条件下经过冷拉丝加工和退火处理而制造的无氧扁平铜线的半软化温度为216°C(比较例3)。两者的半软化温度的比较结果如表3所示。表3"Kl半软化温度(。c)比较例3216实施例3151在本发明的第1到第3实施形态中，虽然对于冷拉丝加工铜粗线15的情况进行了说明，但是并不限于此，除了冷拉丝加工，通过冷轧加工也能够制造低氧扁平铜线。例如，通过冷轧加工可以把直径Cp23mm的铜粗线冷轧加工成厚度6mmX宽度69mm或者的厚度5mmX宽度83mm的扁平导体。另外，扁平导体的厚度和宽度，可以根据铜粗线的截面积分别进行调整，例如，可以把直径Cpl2mm的铜粗线冷轧加工成厚度3mmX宽度37mm或者的厚度2mmX宽度56mm的扁平导体，把直径(p8mm的铜粗线冷轧加工成厚度3mmX宽度16mm或者厚度2mmX宽度25mm的扁平导体。本发明的低氧扁平导体，可以用作建筑物的配电盘内、作业机械中使用的控制盘内、汽车用电流换向器(inverter)等中配备的流过大电流的、需要放热的总线等，可以用作作为太阳能板中使用的集电配线材料的总线，可以用作建筑物内的配电用导体，可以用作马达、交流发电机等中使用的扁平瓷漆(enamel)线、树脂挤出被覆扁平线(例如，PTFE、PFA等)，可以用作代替电缆使用的绝缘被覆扁平线。另外，也可以用作例如在FPC(柔性印刷电路板，FlexiblePrintedCircuit)、MFJ(多框架连接器，Multiframejoiner)、FFC(柔性扁平电缆，FlexibleFlatCable)等中使用的导体的材料。本发明不限于以上的实施形态，在本发明的范围内还可能有各种改变。权利要求一种半软化温度低的铜粗线的制造方法，其特征在于，在对由熔融原料铜而得到的铜的熔融液进行连铸轧制来制造铜粗线的方法中，对于在前述熔融液中含有的氧和硫，分别调整氧浓度为20ppm以下，硫浓度为6ppm以下，对通过前述方法调整得到的铜的熔融液在1120℃以下的铸造温度下进行连铸，紧接着对通过前述方法得到的铸造棒在850℃～550℃的温度范围，即轧制开始温度为850℃、轧制结束温度为550℃，进行热轧。2.一种铜线的制造方法，其特征在于，对根据权利要求1记载的制造方法制造的半软化温度低的铜粗线进行加工度为90%以上的冷加工，并且在同一条生产线上连续地进行退火处理。3.一种铜线，其特征在于，是根据权利要求2记载的制造方法制造的铜线，前述铜线的半软化温度为160°C以下。全文摘要本发明提供一种半软化温度低的铜粗线的制造方法、铜线的制造方法及其铜线，不需要添加和S的亲和力大的金属，也不需要在原料铜中使用高价的无氧铜，就能够充分降低铜材料的软化温度，在工业上极其有利。所述半软化温度低的铜粗线的制造方法是，在把由熔融原料铜(2)而得到的铜的熔融液连铸轧制来制造铜粗线(15)的方法中，对于在熔融液中含有的氧和硫，分别调整氧浓度为20ppm以下，硫浓度为6ppm以下，把通过前述方法调整得到的铜的熔融液在1120℃以下的铸造温度下进行连铸，紧接着把通过前述方法得到的铸造棒(12)在850℃～550℃的温度范围(轧制开始温度为850℃、轧制结束温度为550℃)下进行热轧。文档编号C22C9/00GK101829677SQ20101013243公开日2010年9月15日申请日期2010年3月10日优先权日2009年3月10日发明者青山正义,鹫见亨申请人:日立电线株式会社