铜合金线、铜合金绞合线、电线、带端子电线及铜合金线的制造方法与流程

文档序号:13717309阅读:204来源:国知局
技术领域本发明涉及:各自用作电线等的导体的铜合金线及铜合金绞合线;包括作为导体的铜合金线或铜合金绞合线的电线;包括上述电线的带端子电线;以及铜合金线的制造方法。本发明尤其涉及导电性优异、具有高强度且伸长率优异的铜合金线。

背景技术:
通常,作为电线的导体的材料,使用了具有高导电性的纯铜或铜合金。日本专利特开No.2008-016284号公报(专利文献1)公开了一种作为汽车用电线导体的绞合线。所公开的绞合线通过绞合二元合金(如Cu-Mg合金或Cu-Sn合金)的硬质构成线而制成。日本专利特开No.2008-016284号公报(专利文献1)还公开了:上述硬质构成线具有高的拉伸强度,因而该绞合线不易断裂;在汽车用电线的端部将端子与导体压接来使用该电线的情况下,将端子固定在导体上的强度(端子固定强度)优异;并且在将电线上连接的端子插入到连接器外壳中时电线不容易弯曲。日本专利特开No.58-197242号公报(专利文献2)公开了一种作为放电加工用电极线的铜合金线,其包含各自具有特定范围的含量的Mg和P,以及Sn等。引用列表专利文献专利文献1:日本专利特开No.2008-016284号公报专利文献2:日本专利特开No.58-197242号公报

技术实现要素:
技术问题期望的是研发一种用作为构成电线导体的线材的铜合金线,其具有优异的导电性和高强度,还具有优异的弯曲性能和耐冲击性。特别是,为了减轻重量,期望的是使构成汽车所用电线的导体的线材具有小直径(例如0.3mm以下)。期望的是研发一种具有如此小直径并仍然具有高导电性(具体而言60%IACS以上的导电率)和高强度(具体而言400MPa以上的拉伸强度)、并且还耐弯曲和耐冲击、且作为代表伸长率也很优异的铜合金线。在日本专利特开No.2008-016284号公报(专利文献1)中公开的绞合线同时满足上述导电性所要求的范围和拉伸强度所要求的范围。然而,该绞合线过硬,因而其韧性低。在例如布线(routed)时线材发生弯曲的情况下或在将端子插入连接器外壳时线材受到冲击的情况下,例如,会发生开裂或者线材可能会断裂。与此相反,为了确保柔韧性而通过软化制得的软质材料过于柔软,因而其强度低。尽管日本专利特开No.58-197242号公报(专利文献2)公开了Mg和P的共存提高了强度,但其没有具体公开拉伸强度。此外,根据日本专利特开No.58-197242号公报(专利文献2),对不仅强度方面优异而且对于弯曲和冲击也表现优异的结构及其制造方法没有研究。因此,本发明的一个目的在于提供一种导电性优异、具有高强度且伸长率也优异的铜合金线,以及这种铜合金线的制造方法。本发明的另一个目的在于提供包含上述铜合金线的铜合金绞合线,包括上述铜合金线或上述铜合金绞合线的电线,以及包括上述电线的带端子电线。问题的解决方案本发明的铜合金线的组成包含:0.2质量%以上1质量%以下的Mg;0.02质量%以上0.1质量%以下的P;以及包含Cu和不可避免的杂质的余量,该铜合金线具有60%IACS以上的导电率、400MPa以上的拉伸强度、以及5%以上的断裂伸长率。本发明的铜合金线的制造方法包括如下固溶步骤、析出步骤和加工步骤。固溶步骤:准备固溶材料的步骤,所述固溶材料的组成包含:0.2质量%以上1质量%以下的Mg;0.02质量%以上0.1质量%以下的P;以及包含Cu和不可避免的杂质的余量,在所述固溶材料中Mg和P溶于Cu中。析出步骤:加热所述固溶材料以制备时效材料的步骤,所述时效材料具有这样的结构,其中含Mg和P的化合物分散在基质中。加工步骤:对所述时效材料进行多个道次地拉丝以制备拉丝材料的步骤,该拉丝材料具有预定的最终线径、60%IACS以上的导电率、以及400MPa以上的拉伸强度。在加工步骤中,对中间线径超过所述最终线径1倍且为最终线径10倍以下的中间材料进行中间软化处理。本发明的有益效果本发明的铜合金线具有高导电率、高强度和优异的伸长率。本发明的制造铜合金线的方法可以用于制造具有高导电率、高强度和优异伸长率的铜合金线。附图说明图1示出了试验例1所制备的样品No.1至3的时效材料的横截面的显微照片。图2是示意性示出了实施方案中铜合金绞合线的横截面的示意性结构图。图3是示意性示出了实施方案中电线的横截面的示意性结构图。图4是示意性示出了实施方案中带端子电线的示意性结构图。图5是示出了实施方案中铜合金线的制造步骤的实例的流程图。图6是示出了实施方案中铜合金绞合线的制造步骤的实例的流程图。具体实施方式[本发明的实施方案的说明]根据本发明的发明人的研究结果,发现通过限定特定范围的Mg(镁)含量和特定范围的P(磷)含量,并且在制造方法中(i)使含Mg和P的化合物析出从而产生极细的析出物和(ii)在拉丝过程中的特定时间点进行软化处理,可以得到导电率优异、具有高强度且伸长率也优异的铜合金线。基于上述发现完成本发明。首先,将逐一说明本发明实施方案的细节。(1)根据一个实施方案的铜合金线的组成包含:0.2质量%以上1质量%以下的Mg;0.02质量%以上0.1质量%以下的P;以及包含Cu和不可避免的杂质的余量,所述铜合金线具有60%IACS以上的导电率、400MPa以上的拉伸强度、以及5%以上的断裂伸长率。该实施方案中的铜合金线具有Mg和P各自在特定范围内的特定的组成。因而该铜合金线具有优异的导电率、高强度和优异的伸长率。例如,即使当线材具有例如0.3mm以下的小直径时,该线材仍可以满足导电率、拉伸强度和断裂伸长率的上述范围。因此,该实施方案中的铜合金线适用于为了减轻重量而期望具有小直径的电线中,尤其可以用作汽车用电线的导体。在该实施方案的铜合金线用作汽车用电线的导体的情况下,该铜合金线的高强度产生了以下效果(i)和(ii),而其高韧性产生了以下效果(iii)。(i)导体和连接到导体端部的端子之间的连接状态可以从使用开始至结束都保持为令人满意。即,可以在长时间内保持高的端子固定强度。(ii)不易发生由于汽车振动导致反复弯曲而造成的断裂,即耐疲劳性优异。(iii)即使在布线(wirerouting)或将端子插入连接器外壳期间线材弯曲或受到冲击,也不易发生开裂和断裂,即弯曲性能和耐冲击性优异。(2)作为根据本发明实施方案的铜合金线的一例,所述铜合金线可以是以下形式:其中铜合金线具有其中分散有析出物的结构,所述析出物包括含Mg和P的化合物,并且析出物的平均粒径为500nm以下。在这种形式中,该铜合金线的结构中Mg和P以极细析出物的状态存在,并且这些细析出物是分散的。因此,除了Mg的固溶所带来的固溶强化,和通过线材制造工序中进行的拉丝带来的基于加工硬化的强化以外,这种形式通过细析出物的分散强化(析出强化)产生了提高强度的效果。即,通过这三种现象,即固溶强化、加工硬化和分散强化的组合,该形式展现出优异的强度。此外,由于析出物极细的事实使得析出物不易成为裂纹的起点。因此,这种形式不仅在强度方面表现优异,而且还在伸长率方面表现优异。此外,Mg和P的析出可以减少Mg在Cu中的过度溶解,因而,这种形式在导电性方面表现优异。(3)作为根据本实施方案的铜合金线的一例,该铜合金线可以为这样的形式:其中除了上述组成以外,所述铜合金线进一步包含总量为0.01质量%以上0.5质量%以下的选自Fe(铁)、Sn(锡)、Ag(银)、In(铟)、Sr(锶)、Zn(锌)、Ni(镍)和Al(铝)中的至少一种元素。在此形式中,由于铜合金线包含以上所列元素,所以有利于强度的提高。(4)作为根据本实施方案的铜合金线的一例,该铜合金线可以为这样的形式:其中Mg与P的质量比Mg/P为4以上30以下。P有助于Mg的析出。P的含量越高,Mg的析出越多。在这种形式中,相对于P的含量适当调整Mg的含量,由此可以实现含Mg和P的化合物的适当析出以及抑制Mg的过度析出。因此,在此形式中,获得了Mg的固溶强化效果,可以抑制由过度析出引起的可加工性劣化,并且可以令人满意地进行拉丝。因此,铜合金线的生产性优异。(5)作为根据本实施方案的铜合金线的一例,该铜合金线可以为这样的形式:其中铜合金线的线径为0.35mm以下。关于线径,在具有圆形横截面的圆线的情况中,线径是其直径,并且,在横截面形状为除圆形之外的形状的变形线的情况中,线径是与横截面的面积相当的圆的直径。在这种形式中,线材具有小直径,并因此可以用作为期望重量减轻的电线的导体,特别是用作汽车用电线的导体。(6)作为根据本发明实施方案的铜合金线的一例,该铜合金线可以为这样的形式:其中含Cu的基质的平均粒径为10μm以下。在这种形式中,该铜合金线具有优异的伸长率,并且可以进一步提高该铜合金线的端子固定强度。(7)根据一个实施方案的铜合金绞合线包含以上(1)至(6)中任一项所述的实施方案的铜合金线。本发明实施方案的铜合金绞合线包含至少一个本发明实施方案的导电率优异、具有高强度且伸长率也优异的铜合金线。因而该铜合金绞合线的导电率优异、具有高强度且伸长率也优异。在本发明实施方案的铜合金绞合线的全部构成线都是本发明实施方案的铜合金线的情况下,除了优异的导电率、强度和韧性以外,还更容易绞合并实现了高生产性。(8)根据一个实施方案的铜合金绞合线为压缩成型的绞合线,包含以上(1)至(6)中任一项所述的实施方案的铜合金线(该铜合金绞合线以下可称为压缩线)。类似于上述(7)描述的实施方案中的铜合金绞合线,该实施方案的压缩线包含至少一个本发明实施方案的导电率优异、具有高强度且伸长率也优异的铜合金线。因而,该压缩线的导电率优异、具有高强度且伸长率也优异,此外生产性也优异。特别地,该实施方案的压缩线还产生了以下效果:绞合状态稳定因而该压缩线容易处理,并且可以缩小线径(绞合线的包络圆的直径)因而可以实现更小的直径。(9)作为根据本实施方案的铜合金绞合线的一例,该铜合金绞合线可以为这样的形式,其中所述铜合金绞合线的横截面面积为0.05mm2以上0.5mm2以下。在这种形式中,横截面面积小。因此,该铜合金绞合线可以用作为期望重量减轻的电线的导体,特别是用作汽车用电线的导体。(10)作为根据本发明实施方案的铜合金绞合线的一例,该铜合金绞合线可以为这样的形式,其中所述铜合金绞合线的扭转间距为10mm以上20mm以下。10mm以上的扭转间距可以提高铜合金绞合线的生产性。20mm以下的扭转间距可以提高铜合金绞合线的柔韧性。(11)根据一个实施方案的电线包括导体和包覆所述导体的表面的绝缘层,所述导体为以上(1)至(6)中任一项实施方案所述的铜合金线,或以上(7)至(10)中任一项实施方案所述的铜合金绞合线。本发明实施方案的电线包含本实施方案的具有优异导电性、高强度和优异伸长率的铜合金线作为导体。优选地,所有构成导体的电线每条都是本发明实施方案的铜合金线。因而该电线具有优异的导电性、高强度和优异的伸长率。在将本实施方案的一端连接有端子的电线用作汽车用电线的情况下,这种电线可以预期具有以下效果(1)至(4)。(1)即使例如在配线等情况下弯曲时,导体也不易断裂。(2)即使当端子连接到连接器外壳时受到冲击的情况下,导体也不易断裂。(3)即使在使用中出现振动时,导体和端子之间的连接状态也不松动。(4)即使在由于振动等原因导致出现疲劳时,导体也不易断裂。即,本实施方案的电线具有优异的耐冲击性、高端子固定强度以及优异的耐疲劳性和弯曲性能,并适用于汽车布线。(12)根据一个实施方案的带端子电线包括上述实施方案的电线以及与所述电线的端部相连的端子部。本实施方案的带端子电线包含本实施方案的具有优异导电性、高强度和优异伸长率的电线。因而该带端子电线具有优异的导电性、高强度和优异的伸长率。因此,在本发明实施方案的带端子电线用于例如汽车布线的情况时,可以预期具有以下效果(1)至(4)。(1)即使在例如配线等情况下弯曲时,导体也不易断裂。(2)即使当端子连接到连接器外壳时受到冲击的情况下,导体也不易断裂。(3)即使在使用中出现振动时,导体和端子之间的连接状态也不松动。(4)即使在由于振动等原因导致出现疲劳时,导体也不易断裂。即,该实施方案的带端子电线具有优异的耐冲击性,并具有高端子固定强度、优异的耐疲劳性和弯曲性能,并适用于汽车布线。(13)根据一个实施方案的铜合金线的制造方法包括如下所述的固溶步骤、析出步骤和加工步骤。固溶步骤:准备如下固溶材料的步骤,所述固溶材料的组成包含:0.2质量%以上1质量%以下的Mg;0.02质量%以上0.1质量%以下的P;以及包含Cu和不可避免的杂质的余量,在固溶材料中Mg和P溶于Cu中。析出步骤:加热所述固溶材料以制备时效材料的步骤,所述时效材料具有这样的结构,其中含Mg和P的化合物分散在基质中。加工步骤:对所述时效材料进行多个道次地拉丝以制备拉丝材料的步骤,该拉丝材料具有预定的最终线径、60%IACS以上的导电率以及400MPa以上的拉伸强度。在加工步骤中,对中间线径超过所述最终线径1倍且为最终线径10倍以下的中间材料进行中间软化处理。本实施方案的制造铜合金线的方法可以用于制造具有高导电性、高强度和优异的伸长率的铜合金线,并且代表性地具有60%IACS以上的导电率、400MPa以上的拉伸强度、以及5%以上断裂伸长率的铜合金线,原因如下。本实施方案的制造铜合金线的方法包括如下步骤:首先制备Mg和P溶于Cu中的固溶体,然后进行与时效相当的加热步骤(加热可以不是时效),以利用P促进Mg析出的效果促进固溶体中部分Mg从Cu中析出,并且此后进行拉丝。即,析出物(通常是含Mg和P的化合物)从固溶体中析出,因而容易控制析出物的状态(如析出物的尺寸、析出物的分散程度)。因此,可以获得极细的析出物,并且细析出物可以均匀分散在基质中。因此认为可以通过Mg余量的固溶强化和细析出物的分散所导致的分散强化(析出强化)来获得提高强度的效果。对具有上述特定结构的时效材料进行多个道次地拉丝,并且在拉丝过程的特定时间点(对具有特定线径的中间材料)进行中间软化处理。因此,调整加工步骤的加工度,从而控制由此得到的拉丝材料的强度和伸长率,以使强度和伸长率各自达到期望值。此外,由于如上所述在特定时间点进行中间软化处理,因此充分实现了基于在中间软化处理之前进行拉丝所引起的加工硬化来提高强度的效果,并且在基于该加工硬化得到的提高了强度的效果不过度劣化的情况下,可以提高伸长率。此外,据认为在通过中间软化处理增强的伸长率没有过度劣化的情况下(优选具有最终线径的拉丝材料的断裂伸长率保持为5%以上),中间软化处理后的拉丝可以产生基于加工硬化而提高强度的效果。进一步地,根据本发明实施方案的铜合金线的制造方法,(i)将Mg的含量和P的含量各自设置在特定的范围内,(ii)通过上述析出控制固溶体中溶解Mg的量和溶解P的量,以及(iii)可以使用中间软化处理去除加工应变。据认为铜合金线因而可以具有高导电率。此外,本实施方案的铜合金线的制造方法使含Mg和P的细析出物析出。因此,可以预期随后进行的塑性加工(通常是拉丝)的可加工性提高的效果等效果。因此,可以高产率地制造铜合金线。根据本实施方案的铜合金线的制造方法,可以制造上述具有高强度也具有优异伸长率的铜合金线,即可以制造具有稳定结构的半硬质材料。在这方面,该制造方法完全不同于日本专利特开No.2008-016284号公报(专利文献1)和日本专利特开No.58-197242号公报(专利文献2)的铜合金线的制造方法,上述文献公开了硬质材料(只拉丝,所谓的H-材料)和软质材料(所谓的O-材料),该软质材料是通过对硬质材料进行完全退火因而具有稳定的重结晶结构的材料。在此,如日本专利特开No.58-197242号公报(专利文献2)中所公开的,0.02质量%以上的高P含量导致含Mg和P的化合物容易析出,因而形成2μm以上的相当粗大的析出物。出现这种粗大的析出物会导致耐疲劳性和耐冲击性的劣化。鉴于此,本发明的发明人研究了在保持0.02质量%以上P含量的情况下,防止形成这种粗大析出物的制造条件。于是,发明人发现,如上文所述,优选首先制备固溶体,然后充分形成析出物,并且其后进行拉丝,并且还在适当的时间点进行中间软化处理。根据这些发现,本实施方案的铜合金线的制造方法如上文所述限定。(14)作为根据本实施方案的铜合金线的制造方法的一例,该方法可以为这样的形式,其中所述固溶材料是通过对具有上述组成的铜合金进行铸造并对铸造的材料进行固溶热处理而制备的。该形式包括进行热处理(固溶热处理)以获得固溶材料的独立步骤。因此,容易调整固溶条件,容易得到Mg和P充分溶解的固溶体,并且可以使用具有各种形状和任意各种尺寸的铸造材料。因此,铸造条件的自由度高。特别地,连续铸造产生如下效果:如可以大量制备长的铸造材料,由于冷却加工中可以进行快速冷却因而Mg和P可以在一定程度上溶解于固溶体中,通过冷却加工中的快速冷却可以将晶体制得更细,以及获得具有优异可加工性的材料等效果。(15)作为根据本实施方案的铜合金线的制造方法的一例,该方法可以为这样的形式,其中所述时效材料是通过对固溶材料进行时效处理而制备的。该形式包括进行热处理(时效处理)以获得时效材料的独立步骤。因此,能够容易地调整时效条件,并且可以容易地制造其中均匀分散有相当细的析出物的时效材料。(16)作为根据本实施方案的铜合金线的制造方法的一例,该方法可以为这样的形式,其中该方法进一步包括对拉丝材料进行进一步退火,以使退火后的拉丝材料的断裂伸长率为5%以上的退火步骤。该形式包括对具有最终线径的拉丝材料进行热处理(退火)的独立步骤。因此,能够可靠地将具有最终线径的线材的断裂伸长率调整为所期望的伸长率(5%以上)。于是,在这种形式中,可以制造具有60%IACS以上的导电率、400MPa以上的拉伸强度以及5%以上的断裂伸长率的高强度、高韧性铜合金线。[本发明实施方案的详述]以下,将按顺序描述根据本实施方案的铜合金线、铜合金绞合线、电线、带端子电线及铜合金线的制造方法。在铜合金绞合线和电线的说明中,适当参考图2和图3。在带端子电线的说明中,适当参考图4。在以下说明中,铜合金的组分均用质量%的方式表示。本发明并不限于上述示例的那些,而是由权利要求所限定,并且旨在包括与权利要求的含义和范围等同的所有变型。例如,可以适当改变本文以后描述的试验例相关的铜合金线的组成、线径及制造条件(如进行中间软化处理的时间点、各热处理的温度、保持时间等)。[铜合金线]<组成>形成本发明实施方案的铜合金线的铜合金具有这样的组成,其中Mg和P为必须元素而余量为Cu和不可避免的杂质。除了Mg和P以外,该组成还可以进一步包含特定范围的选自Fe、Sn、Ag、In、Sr、Zn、Ni和Al中的至少一种元素。Mg含量:0.2质量%以上1质量%以下将部分Mg溶解于Cu中以形成固溶体,由此固溶强化铜合金。进行时效处理或进行与时效处理相当的加热以形成Mg的余量的析出物,由此通过析出强化提高强度。0.2质量%以上的Mg含量使得通过固溶强化和析出强化产生令人满意的提高强度的效果。因此,可以获得高强度的铜合金线。此外,析出物极细并且分散均匀,这产生了通过分散强化(析出强化)来提高强度的效果。此外,由于析出物极细,因而不易出现裂缝和断裂。因此,可以获得具有更优异的强度和优异伸长率的铜合金线。高Mg含量使得容易通过固溶强化和析出强化产生提高强度的效果。Mg含量可以为0.3质量%以上,并且进一步可以为0.4质量%以上。由于Mg的含量为1质量%以下,产生了以下效果:(i)可以产生固溶体中适量的溶解元素以及适量的析出物,并且可以在抑制由过度析出和/或粗大析出物引起的强度劣化、伸长率劣化、可加工性劣化等的同时,以高产率制造铜合金线,以及(ii)可以抑制由过度固溶引起的导电率劣化,并可获得具有高导电率的铜合金线。Mg含量低有利于抑制由粗大析出物引起的缺点和由过度固溶引起的缺点。因而Mg含量可以为0.95质量%以下,并且进一步可以为0.9质量%以下。以这种方式调整的Mg含量容易获得具有优异导电率、强度和韧性的铜合金线。P含量:0.02质量%以上0.1质量%以下P有助于Mg的析出。进行时效处理或与时效处理相当的加热以与Mg析出物一同形成P析出物,从而通过析出强化提高强度。0.02质量%以上的P含量可以促进Mg的析出。因此,可以产生令人满意的通过析出强化从而提高强度的效果。因而可以获得高强度的铜合金。P含量越高越易于使Mg析出。P含量可以为超过0.02质量%,并且可以进一步为0.03质量%以上。根据本发明实施方案的铜合金线包含0.02质量%以上的高P含量。此外,控制制造条件使得促进Mg析出的同时析出物极小。因此,高强度和高韧性都可以实现,高强度具体是指400MPa以上的拉伸强度,高韧性具体是指5%以上的断裂伸长率。0.1质量%以下的P含量抑制Mg的过度析出。因此,例如通过Mg的固溶强化以及含Mg和P的化合物的析出所引起的析出强化可以适当获得提高强度的效果。低磷含量有利于抑制Mg的过度析出,并由此可以防止形成粗大析出物。鉴于此,P含量可以为0.095质量%以下,并且可以进一步为0.09质量%以下。以这种方式调整的P含量更易于获得具有优异导电率、强度和韧性的铜合金线。·Mg/P=4以上30以下相对于P含量调整Mg含量。这是优选的,因为在由P促进Mg的析出的同时可以抑制Mg的过度析出,并且相应地,通过Mg的固溶强化以及例如含Mg和P的化合物等析出物所引起的析出强化可以获得令人满意的提高强度的效果。具体而言,当满足Mg/P为4以上的质量比时,可以令人满意地析出Mg。当满足Mg/P为30以下时,可以抑制Mg的过度析出。优选Mg/P为6以上以及Mg/P为8以上,因为此时导电率、强度和伸长率处于很好的平衡状态。小的Mg/P意味着Mg含量相对较低,这会导致固溶体的量较少并且导电率高。鉴于此,为了满足导电率的要求,Mg/P优选为25以下,并进一步优选为20以下。额外的元素除了特定含量的Mg和特定含量的P以外,组成中包含总量为0.01质量%以上的选自Fe、Sn、Ag、In、Sr、Zn、Ni和Al中的至少一种元素易于提高强度,并且更高的元素总量更易于提高强度。组成中包含总量0.5质量%以下的这些元素使得导电率不易劣化,并且可以提供高导电率。这些元素溶解于基质中或以析出物(可包含于含Mg和P的析出物中)的形式出现。上述元素的总含量可以为0.02质量%以上0.4质量%以下,并且进一步可以为0.03质量%以上0.3质量%以下。<结构>形成本发明实施方案的铜合金线的铜合金具有其中在基质中分散有析出物的结构,该析出物通常为包含Mg和P的化合物。优选地,铜合金具有其中析出物极细并且均匀分散的结构。例如,该化合物的平均粒径可能为500nm以下。析出物是如此细颗粒的事实产生了通过分散强化提高强度的效果。此外,由于基本不存在可成为开裂起点的粗大析出物(例如2μm以上的微米级颗粒),因此获得了提高强度的效果、提高韧性(特别是弯曲性能和耐冲击性)的效果、以及提高可加工性的效果。由于析出物的小的平均粒径能通过分散强化等提高强度和韧性,因而粒径优选为400nm以下,进一步优选为350nm以下。除了平均粒径,小的最大粒径也是优选的。具体而言,析出物的最大粒径优选为800nm以下,进一步优选为500nm以下,更进一步优选为400nm以下。如下文所述,通过适当控制制造条件可以将析出物的尺寸调整至上述特定的尺寸。以下将说明如何测量析出物的平均粒径和最大粒径。对于按照此后描述的制造方法制造的铜合金线,即使在拉丝过程中进行中间软化处理,或对具有最终线径的拉丝材料进行退火,也能实质上保持时效材料的析出物的尺寸。即,在本发明实施方案的铜合金线中,典型地在具有最终线径的拉丝材料中析出物的尺寸实质上等于时效材料中析出物的尺寸。含Cu基质的平均粒径优选为10μm以下,因为这样的尺寸使得铜合金线具有优异的伸长率并进一步能够使铜合金线的端子固定强度增加。此处,基质的平均粒径是通过以下方式测量的值。首先,使用横截面抛光机(CP)对横截面进行处理,并且使用扫描电子显微镜(SEM)观察该截面。将任一观察范围的面积除以此范围内存在的颗粒的数量。上述除式的商是与该面积相当的圆的直径,该圆的直径是平均结晶粒径。应该指出的是,观察的范围是存在50个以上颗粒的范围,或是整个截面。<形状>本发明实施方案的铜合金线通常是具有圆形横截面的圆线(见图2所示的铜合金线1)。此外,铜合金线可以是具有矩形横截面、多边形横截面、椭圆形横截面等的变形线,其可以通过适当改变拉丝用模具的形状来获得。<尺寸>本发明实施方案的铜合金线可以具有多种线径中的任何一种以及多种横截面面积的任何一种。特别地,对于诸如汽车用电线的导体之类的为了降低重量而期望小直径的应用,线径优选为0.35mm以下,进一步优选为0.3mm以下,这是因为即使线材绞合成为绞合线,仍然可以减少横截面面积。铜合金线可以有更小的线径,即0.25mm以下的线径。进一步地,在本申请中,具有超过于0.1mm线径的线材例如易于绞合,因此容易使用。<特性>如上所述,本发明实施方案的铜合金线具有优异的导电率、高强度和高韧性。具体而言,该铜合金线具有60%IACS以上的导电率、400MPa以上的拉伸强度以及5%以上的断裂伸长率(全部在室温下)。可以调整组成和制造条件,以获得满足62%IACS以上的导电率、410MPa以上的拉伸强度、6%以上的断裂伸长率的铜合金线,并进一步获得满足65%IACS以上的导电率、420MPa以上的拉伸强度、以及7%以上的断裂伸长率的铜合金线。进一步,可获得满足450MPa以上拉伸强度的铜合金线。[铜合金绞合线]一个实施方案的铜合金绞合线10是由多根构成线100绞合在一起构成的。在这些构成线中,至少一根线是上述实施方案中的铜合金线1。该铜合金绞合线可以采取多根构成线100全部是本实施方案中的铜合金线1的形式,也可以采取多根构成线100中只有一部分是本实施方案中的铜合金线1(未示出)的形式。对于构成线的数目没有特别限制,但是构成线的典型的数目为7、11和19(图2和图3以示例的方式分别示出了7根线的情况)。在多根构成线100全部是本实施方案中的铜合金线1的形式(图2和图3所示的形式)中,所有构成线100的材料相同。因此,容易进行绞合,并且获得了高产率的铜合金绞合线10。在这种形式中,构成线100的组成和结构实质上相同,并且实质上保持了本实施方案中铜合金线1在绞合之前的组成和结构。因此,每根构成线100的导电率、拉伸强度和断裂伸长率都实质上保持和绞合前的铜合金线1的导电率、拉伸强度和断裂伸长率相同。因此,此形式中的铜合金绞合线10可以具有优异的导电率、高强度和高韧性。具体而言,可以获得满足60%IACS以上的导电率、400MPa以上的拉伸强度、以及5%以上的断裂伸长率的铜合金绞合线100。在除了本发明实施方案的铜合金线1还包含不同材料的线材(未显示)的多根构成线100的形式中,可以预期源自这种不同材料的效果。例如,从构成线100的一部分包含纯铜线的形式中,可以预期导电性的提高和韧性的提高。例如,从构成线100的一部分包含例如不锈钢等铁基材料的线材的形式中,可以预期强度的提高。例如,从构成线100的一部分包含纯铝或铝合金的轻金属线材的形式中,可以预期重量会减轻。本发明实施方案的铜合金绞合线10的形式可以是多根构成线100只是绞合在一起的形式(图2所示的铜合金绞合线10A),或多根构成线100绞合在一起并随后压缩成型的形式(图3所示的铜合金绞合线10B,即压缩线)。在压缩线10B的情况中,可以使得围绕绞合构成线的包络圆相对于仅构成线绞合在一起的包络圆更小。即,可以进一步减小该绞合线的线径和横截面面积,并且该绞合线可以适用于例如汽车用电线的导体。压缩线10B通常是具有如图3所示的圆形横截面的形式。形成压缩线10B的每根构成线100B的组成和结构都实质上保持和绞合前的构成线100的组成和结构相同。因此,构成线100B的导电率、拉伸强度和断裂伸长率都实质上保持和绞合前的构成线100(此情况中为铜合金线1)的导电率、拉伸强度和断裂伸长率相同。例如,在所有构成线100B都是本发明实施方案的铜合金线1的情况下,可以获得满足60%IACS以上的导电率、400MPa以上的拉伸强度以及5%以上的断裂伸长率的压缩线10B。在压缩线的情况中,通过压缩成型进行的加工硬化可以比压缩成型之前略微提高强度。本发明实施方案的铜合金绞合线10可以具有各种尺寸。特别地,横截面面积为0.05mm2以上0.5mm2以下的铜合金绞合线10适用于例如汽车用电线的导体等的应用。在该应用中,横截面面积为0.07mm2以上0.3mm2以下的铜合金绞合线10更易于使用。可以调整例如构成线100的线径和横截面面积、构成线的数目、压缩线情况中的压缩程度,以使铜合金绞合线的横截面面积落在上述范围内。可以将铜合金线的扭转间距设置为10mm以上,以提高铜合金绞合线的生产性。相反,可以将铜合金线的扭转间距设置为20mm以下,以提高铜合金绞合线的柔韧性。[电线]一个实施方案的电线20包括导体21和包覆该导体21的表面的绝缘层23。导体21是上述实施方案的铜合金线1、本发明实施方案的铜合金绞合线10A(图2)、或本发明实施方案的压缩线10B(图3)。形成导体21的铜合金线1或铜合金绞合线10的组成和结构、导电率、拉伸强度、断裂伸长率实质上都保持和形成绝缘层23之前的铜合金线1或铜合金绞合线10相同。因此,通常可以获得电线20,其包括满足60%IACS以上的导电率、400MPa以上的拉伸强度以及5%以上的断裂伸长率的导体21。对于绝缘层23的材料和形成,可以使用已知的材料和已知的制造方法。例如,绝缘层23的材料可以是聚氯乙烯(PVC)、非卤树脂、阻燃性优异的绝缘材料等。可以考虑期望的电绝缘强度适当选择绝缘层23的材料和厚度,而没有特别的限制。图2和图3所示的绝缘层23的厚度以示例性的方式给出。[带端子电线]一个实施方案的带端子电线40包括本发明实施方案的电线20以及与电线20的端部相连的端子部30。具体而言,剥除电线20端部的绝缘层23以暴露导体21的端部,并且端子部30与暴露的部分相连。可以使用由已知材料制成且具有已知形状的端子部30。例如,端子部可以是由铜合金(如黄铜)制成的压接式(阳型或阴型)端子。图4以示例的方式示出了阴型压接端子,其包括箱式嵌合部分32、其中压接有导体21的线筒部34、和其中压接有绝缘层23的绝缘筒部36。本发明实施方案的带端子电线40包括本发明实施方案的具有高强度和优异韧性的铜合金线1或铜合金绞合线10作为导体21。因此,在压接式端子部连接后,在压接过程中产生的应力不容易缓和,并且导体21和端子部之间的连接状态可以长时间保持令人满意。于是,使用本实施方案的带端子电线40可以使通过电线21和端子部30进行的设备之间的电连接在长时间内保持令人满意。此外,端子部可以通过焊接等方式与导体21连接。此外,可以提供多根电线20共用一个端子部的电线组。在这种情况下,多根电线20通过捆绑工具等捆绑在一起,并且因此获得了对该电线组的优异的操控性。[制造铜合金线的方法]本发明实施方案的铜合金线具有上述特定组成并具有其中分散有含Mg和P的化合物的特定结构,其可以按照例如本实施方案中铜合金线的制造方法制造,该方法包括如下所述的固溶步骤、析出步骤和加工步骤。以下,将一步一步予以详细地说明。<固溶步骤>这一步骤是制备固溶材料(优选过饱和固溶体)的步骤,该固溶材料具有包含上述特定范围的Mg和上述特定范围的P的组成,并具有这些Mg和P溶于Cu的结构。固溶材料制备好后,可以在后续析出步骤中使如含Mg和P的化合物等的析出物微细地、均匀地析出。固溶材料例如可通过以下两种方法(A)、(B)获得。(A)对具有上述组成的铜合金进行铸造,并且对由此产生的铸造材料进行固溶热处理。(B)对具有上述组成的铜合金进行连续铸造,并且在该铸造时在冷却过程中进行快速冷却。根据方法(A),铸造步骤和进行固溶热处理的步骤是分开的步骤,因此,固溶热处理的条件容易调整,可以更可靠地溶解Mg和P,并可以使用具有任意形状的铸造材料。例如,可以使用借助具有预定形状的模具制造的铸块。在铸造步骤中,可以进行连续铸造。这是优选的,因为能够容易地制造长的铸造材料,并且该铸造材料的产率优异。此外,这是优选的也因为这样长的铸造材料可以用作拉丝材料用的材料,由此也可实现拉丝材料的高产率。进一步地,与制备了铸块的情况相比,连续铸造可以使熔融合金快速冷却,因此,除了通过快速冷却引起的Mg和P的固溶,还可以预期更细的结晶。更细的结晶可以改善塑性加工如拉丝。鉴于此,优选使用连续铸造是因为其提供了高产率的拉丝材料。连续铸造可以采用如带轮系统、双带系统、上引系统(upcastsystem)等多种方法中的任意一种。当然,也可以使用任何已知的连续铸造法。分批处理的情况下,固溶热处理的条件可以包括,例如,750℃以上1000℃以下的保持温度,和5分钟以上4小时以下的保持时间。进一步地,保持温度可以设置为800℃以上950℃以下,保持时间可以设置为30分钟以上3小时以下。在连续处理的情况下,可以调整条件以便获得固溶体。依据组成等而定,可以作成连续加工的条件和连续加工后的结构之间的关系数据,这样能够易于选择适当的条件。进行连续铸造后,可以进行固溶热处理。在这种情况下,Mg和P可以更可靠地溶解。环境可以是例如能够防止氧化的惰性环境。根据方法(B),可以调整连续铸造中的冷却条件,以便易于制造长的固溶材料,因此,方法(B)在固溶材料的产率方面优异。快速冷却的具体条件可以为5℃/秒以上的凝固速率,并可以进一步为10℃/秒以上的凝固速率。凝固速率由下式确定:{(熔融材料的温度,℃)-(铸造后即时的铸造材料表面温度,℃)
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