Title:
Kupferlegierungsdraht, Kupferlegierungslitze, bedeckter elektrischer Draht und mit Klemme versehener elektrischer Draht
Kind Code:
T5


Abstract:

Ein Kupferlegierungsdraht kann als Leiter verwendet werden. Der Kupferlegierungsdraht ist aus einer Kupferlegierung erzeugt, umfassend: nicht weniger als 0,4 mass% und nicht mehr als 1,5 mass% Fe, nicht weniger als 0,1 mass% und nicht mehr als 0,7 mass% Ti, nicht weniger als 0,02 mass% und nicht mehr als 0,15 mass% Mg, nicht weniger als 10 mass-ppm und nicht mehr als 500 mass-ppm insgesamt an C und zumindest einem von Si und Mn, wobei der Rest Cu und Verunreinigungen ist. Der Kupferlegierungsdraht hat einen Drahtdurchmesser von nicht mehr als 0,5 mm. Bevorzugt ist ein Massenverhältnis Fe/Ti in der Kupferlegierung nicht weniger als 1,0 und nicht mehr als 5,5.




Inventors:
Inoue, Akiko (Osaka, Osaka-shi, JP)
Nishikawa, Taichiro (Osaka, Osaka-shi, JP)
Utsunomiya, Kiyotaka (Osaka, Osaka-shi, JP)
Fujita, Hiroshi (Osaka, Osaka-shi, JP)
Kobayashi, Hiroyuki (Mie, Yokkaichi-shi, JP)
Kuwabara, Tetsuya (Osaka, Osaka-shi, JP)
Ootsuka, Yasuyuki (Mie, Yokkaichi-shi, JP)
Application Number:
DE112015003683T
Publication Date:
05/04/2017
Filing Date:
08/03/2015
Assignee:
AutoNetworks Technologies, Ltd. (Mie, Yokkaichi-shi, JP)
Sumitomo Wiring Systems, Ltd. (Mie, Yokkaichi-shi, JP)
Sumitomo Electric Industries, Ltd. (Osaka, JP)



Attorney, Agent or Firm:
HOFFMANN - EITLE Patent- und Rechtsanwälte PartmbB, 81925, München, DE
Claims:
1. Kupferlegierungsdraht, zur Verwendung als Leiter,
wobei der Kupferlegierungsdraht aus einer Kupferlegierung erzeugt ist, umfassend
nicht weniger als 0,4 mass% und nicht mehr als 1,5 mass% Fe;
nicht weniger als 0,1 mass% und nicht mehr als 0,7 mass% Ti;
nicht weniger als 0,02 mass% und nicht mehr als 0,15 mass% Mg;
nicht weniger als 10 mass-ppm und nicht mehr als 500 mass-ppm insgesamt an C und wenigstens einem von Si und Mn; und
Rest an Cu und Verunreinigungen,
wobei der Kupferlegierungsdraht einen Drahtdurchmesser von nicht mehr als 0,5 mm hat.

2. Kupferlegierungsdraht nach Anspruch 1, worin ein Massenverhältnis Fe/Ti nicht weniger als 1,0 und nicht mehr als 5,5 ist.

3. Kupferlegierungsdraht nach Anspruch 1 oder 2, worin der Kupferlegierungsdraht eine durchschnittliche Kristall-Korngröße von nicht mehr als 10 μm hat.

4. Kupferlegierungsdraht nach einem der Ansprüche 1 bis 3, worin der Kupferlegierungsdraht eine Dehnung von nicht weniger als 5 % hat.

5. Kupferlegierungsdraht nach einem der Ansprüche 1 bis 4, worin der Kupferlegierungsdraht eine elektrische Leitfähigkeit von nicht weniger als 60 % IACS und eine Zugfestigkeit von nicht weniger als 450 MPa hat.

6. Kupferlegierungsdraht nach einem der Ansprüche 1 bis 3, worin der Kupferlegierungsdraht eine elektrische Leitfähigkeit von nicht weniger als 60 % IACS, eine Zugfestigkeit σB von nicht weniger als 450 MPa und eine Dehnung ε von nicht weniger als 5 % hat, und worin σB + 25ε ≥ 650 erfüllt ist.

7. Kupferlegierungslitze, erzeugt aus einer Vielzahl von verdrillten Kupferlegierungsdrähten nach einem der Ansprüche 1 bis 6.

8. Kupferlegierungslitze nach Anspruch 7, worin die Kupferlegierungslitze eine Kompressions-geformte Kupferlegierungslitze ist.

9. Kupferlegierungslitze nach Anspruch 7 oder 8, worin die Kupferlegierungslitze einen Drillabstand von nicht weniger als 10 mm und nicht mehr als 20 mm hat.

10. Kupferlegierungslitze nach einem der Ansprüche 7 bis 9, worin die Kupferlegierungslitze eine Querschnittsfläche von nicht weniger als 0,03 mm2 und nicht mehr als 0,5 mm2 hat.

11. Bedeckter elektrischer Draht, umfassend einen Leiter und eine Isolierbeschichtungsschicht außerhalb des Leiters, wobei der Leiter einen Kupferlegierungsdraht nach einem der Ansprüche 1 bis 6 oder eine Kupferlegierungslitze nach einem der Ansprüche 7 bis 10 ist.

12. Klemm-befestigter elektrischer Draht, umfassend einen bedeckten elektrischen Draht nach Anspruch 11, und einen Klemmbereich, der mit einem Ende des bedeckten elektrischen Drahtes verbunden ist.

Description:
Technisches Gebiet

Diese Erfindung betrifft einen Kupferlegierungsdraht und eine Kupferlegierungslitze, die als Leiter eines elektrisches Drahtes, verlegt in einem Automobil oder dergleichen, verwendet wird, und betrifft einen bedeckten elektrischen Draht, umfassend den Kupferlegierungsdraht oder Kupferlegierungslitze als Leiter und einen mit Klemme versehenen elektrischen Draht, der den bedeckten elektrischen Draht enthält. Insbesondere betrifft diese Erfindung einen Kupferlegierungsdraht, der ein ultrafeiner Draht ist und eine gut ausgewogene Festigkeit, elektrische Leitfähigkeit und Dehnung hat.

Hintergrund

Konventionell ist das Material, das einen elektrischen Drahtleiter, der für die Verlegung in einem Automobil oder dergleichen verwendet wird, hauptsächlich ein Material auf Kupferbasis wie Kupfer oder Kupferlegierung, das/die eine ausgezeichnete elektrische Leitfähigkeit aufweist. Verschiedene Studien wurden durchgeführt zur Verbesserung von mechanischen Eigenschaften des Leiters wie die Zugfestigkeit (siehe zum Beispiel PTD 1 und PTD 2).

PTD 1 offenbart einen elektrischen Drahtleiter für ein Automobil. Dieser Leiter ist aus einer Vielzahl von Drahtlitzen aus einer Kupferlegierung erzeugt. Die Kupferlegierung enthält irgendein Element, ausgewählt aus Mg, Ag, Sn und Zn bei einem Gehalt in einem spezifischen Bereich. Die Kupferlegierung wird dem Drahtziehen bei einem Ausmaß der Kaltbearbeitung von 99 % oder mehr unterworfen, um hierdurch die mechanischen Eigenschaften wie Zugfestigkeit, Young-Modul und elektrische Leitfähigkeit zu verbessern. PTD offenbart einen elektrischen Draht für einen Kabelbaum. Der elektrische Draht enthält einen Leiter aus einer Kupferlegierung. Die Kupferlegierung enthält Ti in einem Gehalt in einem spezifischen Bereich als Ausfällverstärkungselement und Fe in einem Gehalt in einem spezifischen Bereich als Ausfällfördermittel. Somit werden Additivelemente, die in einer Cu-Matrix aufgelöst sind, effektiv ausgefällt und demzufolge werden die mechanischen Eigenschaften wie Zugfestigkeit und elektrische Leitfähigkeit verstärkt.

Liste der DruckschriftenPatentdokument

  • PTD 1: Offengelegtes japanisches Patent 2008-016284
  • PTD 2: Offengelegtes japanisches Patent 2009-167450

Zusammenfassung der ErfindungTechnisches Problem

Mit dem jüngsten schnellen Fortschritt der Verstärkung der Leistung und Funktionalität des Automobils hat sich die Zahl von verschiedenen elektrischen Vorrichtungen, Steuervorrichtungen und dergleichen, die in dem Automobil befestigt sind, erhöht. Demzufolge neigt die Anzahl der elektrischen Drähte, die für diese Vorrichtungen verwendet werden, ebenfalls zur Erhöhung. Zur Verbesserung der Brennstoffökonomie der Transportausrüstung wie Automobil zum Zwecke des Umweltschutzes gibt es mittlerweile ein starkes Bedürfnis für eine Gewichtsreduktion.

Für die Gewichtsreduktion des elektrischen Drahtes ist ein ultrafeiner elektrischer Draht mit einem Durchmesser von beispielsweise 0,5 mm oder weniger bevorzugt. Der ultrafeine elektrische Draht kann beim Routen gebrochen werden. Daher gibt es ein Bedürfnis für die Entwicklung eines Kupferlegierungsdrahtes mit einer hohen Festigkeit und hohen elektrischen Leitfähigkeit sowie ausgezeichneter Dehnung und somit gut ausgewogenen Eigenschaften, die angemessen für einen elektrischen Drahtleiter sind, der in einem Automobil oder dergleichen verlegt werden soll.

Diese Erfindung wurde angesichts der oben beschriebenen Umstände durchgeführt. Ein Ziel dieser Erfindung liegt darin, einen Kupferlegierungsdraht anzugeben, der ein ultrafeiner Draht ist und eine hohe Festigkeit und hohe elektrische Leitfähigkeit aufweist ebenso wie eine ausgezeichnete Dehnung hat. Ein anderes Ziel dieser Erfindung liegt darin, eine Kupferlegierungslitze, die aus einer Vielzahl verdrillten Kupferlegierungsdrähten erzeugt sind, wie oben beschrieben, anzugeben. Ein weiteres Ziel dieser Erfindung liegt darin, einen bedeckten elektrischen Draht, umfassend den Kupferlegierungsdraht oder die Kupferlegierungslitze als Leiter und einen mit einer Klemme versehenen elektrischen Draht, der den bedeckten elektrischen Draht enthält, anzugeben.

Lösung des Problems

Ein Kupferlegierungsdraht gemäß einem Aspekt dieser Erfindung ist ein Kupferlegierungsdraht, der als Leiter verwendet wird. Der Kupferlegierungsdraht ist aus einer Kupferlegierung erzeugt, umfassend: nicht weniger als 0,4 mass% und nicht mehr als 1,5 mass% Fe, nicht weniger als 0,1 mass% und nicht mehr als 0,7 mass% Ti, nicht weniger als 0,02 mass% und nicht mehr als 0,15 mass% Mg, nicht weniger als 10 mass-ppm und nicht mehr als 500 mass-ppm insgesamt von C und zumindest einem von Si und Mn, und Rest an Cu und Verunreinigungen. Der Kupferlegierungsdraht hat einen Drahtdurchmesser von nicht mehr als 0,5 mm.

Eine Kupferlegierungslitze gemäß einem Aspekt der Erfindung ist aus einer Vielzahl von verdrillten Kupferlegierungsdrähten wie oben beschrieben erzeugt.

Ein bedeckter elektrischer Draht gemäß einem Aspekt dieser Erfindung ist ein bedeckter elektrischer Draht, umfassend einen Leiter und eine isolierende Beschichtungsschicht außerhalb des Leiters, und der Leiter ist der oben erwähnte Kupferlegierungsdraht oder die oben erwähnte Kupferlegierungslitze.

Ein mit Klemme befestigter elektrischer Draht gemäß einem Aspekt dieser Erfindung enthält den oben erwähnten bedeckten elektrischen Draht und einen Klemmbereich, der an einem Ende des bedeckten elektrischen Drahtes gebunden ist.

Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung

Der Kupferlegierung, die Kupferlegierungslitze, der bedeckte elektrische Draht und der mit Klemme versehene elektrische Draht sind ebenfalls ein ultrafeiner Draht und haben eine hohe Festigkeit und hohe elektrische Leitfähigkeit ebenso wie eine ausgezeichnete Dehnung.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele[Beschreibung von Merkmalen der Erfindung]

Zunächst werden Details der Merkmale dieser Erfindung aufeinanderfolgend beschrieben.

  • (1) Ein Kupferlegierungsdraht eines Merkmals ist ein Kupferlegierungsdraht, der als Leiter verwendet wird, wobei der Kupferlegierungsdraht aus einer Kupferlegierung erzeugt ist, umfassend: nicht weniger als 0,4 mass% und nicht mehr als 1,5 mass% Fe, nicht weniger als 0,1 mass% und nicht mehr als 0,7 mass% Ti, nicht weniger als 0,02 mass% und nicht mehr als 0,15 mass% Mg, nicht weniger als 10 mass-ppm und nicht mehr als 500 mass-ppm insgesamt an C und wenigstens einem von Si und Mn; wobei der Rest Cu und Verunreinigungen ist, und der Kupferlegierungsdraht einen Drahtdurchmesser von nicht mehr als 0,5 mm hat.

Gemäß den oben beschriebenen Merkmalen ist der Kupferlegierungsdraht aus einer Legierung auf Basis von Cu-Fe-Ti-Mg erzeugt und hat daher eine hohe Festigkeit. Weil der Gehalt eines jeden Additivelementes in den spezifischen Bereich fällt, hat der Kupferlegierungsdraht ebenfalls eine hohe elektrische Leitfähigkeit. Weil die Kupferlegierung die spezifische Zusammensetzung hat, wird der Kupferlegierungsdraht weniger wahrscheinlich bezüglich der Zugfestigkeit verschlechtert, selbst wenn er bei einer hohen Temperatur für eine lange Zeit wärmebehandelt wird. Somit kann die Dehnung des Kupferlegierungsdrahtes verbessert werden. Insbesondere weil die Kupferlegierung C und zumindest eines von Si und Mn in einem Gehalt in dem spezifischen Bereich enthält, hat, selbst der Kupferlegierungsdraht ein ultrafeiner Draht mit einem Drahtdurchmesser von 0,5 mm oder weniger ist, der Kupferlegierungsdraht eine hohe Festigkeit und hohe elektrische Leitfähigkeit ebenso wie eine ausgezeichnete Dehnung. Dies ist aus folgendem Grund. Denn die Kupferlegierung enthält C und zumindest eines von Si und Mn. Daher kann die Erzeugung von Oxiden der Additivelemente, insbesondere Fe und Ti während des kontinuierlichen Gießens in einem Aufstromschritt unterdrückt werden, und die Kupferlegierung kann drei Elemente Fe, Ti und Mg in gut ausgewogenem Zustand enthalten. Weil die Erzeugung der Oxide unterdrückt und somit ein Bruch, der von einem Oxid während des Drahtziehens stammt, vermindert werden kann, kann das Drahtziehen erfolgen, bis der Durchmesser des Drahtes 0,5 mm oder weniger wird.

  • (2) Der Kupferlegierungsdraht des Merkmals kann ein Merkmal haben, daß ein Massenverhältnis Fe/Ti nicht weniger als 1,0 und nicht mehr als 5,5 ist.

Die Zugfestigkeit und die elektrische Leitfähigkeit des Kupferlegierungsdrahtes werden grundsätzlich durch die Präzipitate, umfassend Fe und Ti, bestimmt. Das Massenverhältnis zwischen Fe und Ti ist daher wichtig. Weil Fe und Ti bei dem genannten Verhältnis enthalten sind, können die Zugfestigkeit und die elektrische Leitfähigkeit verbessert werden.

  • (3) Der Kupferlegierungsdraht des Ausführungsbeispiels kann ein Merkmal haben, daß der Kupferlegierungsdraht eine durchschnittliche Kristall-Korngröße von nicht mehr als 10 μm hat.

Weil der Kupferlegierungsdraht eine feine Struktur hat, worin die durchschnittliche Kristall-Korngröße nicht mehr als 10 μm ist, hat der Kupferlegierungsdraht eine ausgezeichnete Dehnung. Weil der Kupferlegierungsdraht eine feine Struktur hat, kann die Klemm-Fixierfestigkeit erhöht werden, wenn eine Klemme an den Kupferlegierungsdraht gequetscht wird.

  • (4) Der Kupferlegierungsdraht des Ausführungsbeispiels hat ein Merkmal, daß der Kupferlegierungsdraht eine Dehnung von nicht weniger als 5 % hat.

Weil der Kupferlegierungsdraht eine Dehnung von nicht weniger als 5 % hat, kann der Kupferlegierungsdraht geeignet als Leitermaterial eines elektrischen Drahtes verwendet werden, der eine Schlagresistenz und Biegeeigenschaft aufweisen muß. Weil der Kupferlegierungsdraht eine Dehnung von nicht weniger als 5 % hat, kann der Kupferlegierungsdraht weniger leicht brechen, wenn elektrischer Draht verlegt wird.

  • (5) Der Kupferlegierungsdraht des Ausführungsbeispiels hat ein Merkmal, daß ein Kupferlegierungsdraht eine elektrische Leitfähigkeit von nicht weniger als 60 % IACS und eine Zugfestigkeit von nicht weniger als 450 MPa hat.

Weil der Kupferlegierungsdraht eine elektrische Leitfähigkeit von nicht weniger als 60 % IACS und eine Zugfestigkeit von nicht weniger als 450 MPa hat, kann der Kupferlegierungsdraht geeignet als Leitermaterial eines elektrischen Drahtes verwendet werden, der eine Schlagresistenz und Biegeeigenschaft aufweisen muß. Weil der Kupferlegierungsdraht eine Zugfestigkeit von nicht weniger als 450 MPa hat, ist es weniger wahrscheinlich, daß der Kupferlegierungsdraht bricht, und wenn eine Klemme an den Draht gequetscht wird, kann der Zustand für eine lange Zeitperiode aufrechterhalten werden.

  • (6) Der Kupferlegierungsdraht gemäß dem Ausführungsbeispiel hat ein Merkmal, daß der Kupferlegierungsdraht eine elektrische Leitfähigkeit von nicht weniger als 60 % IACS, eine Zugfestigkeit σB von nicht weniger als 450 MPa und eine Dehnung ε von nicht weniger als 5 % und daß σB + 25 ε ≥ 650 erfüllt ist.

Weil die Zugfestigkeit σB die Dehnung ε, die oben beschriebene Beziehung erfüllen, hat der Kupferlegierungsdraht weiterhin eine ausgezeichnete Schlagresistenz und Biegeeigenschaft.

  • (7) Eine Kupferlegierungslitze aus einem Ausführungsbeispiel ist aus einer Vielzahl von verdrillten Kupferlegierungsdrähten des oben genannten Ausführungsbeispiels (1) bis (6) erzeugt.

Gemäß den oben beschriebenen Merkmalen hält die Kupferlegierungslitze im wesentlichen die Eigenschaften des Kupferlegierungsdrahtes des oben beschriebenen Ausführungsbeispiels aufrecht. Daher hat die Kupferlegierungslitze eine hohe Festigkeit und hohe elektrische Leitfähigkeit ebenso wie ausgezeichnete Dehnung. Weil eine Vielzahl von Kupferlegierungsdrähten in dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel zusammen verdrillt werden, können die mechanischen Eigenschaften wie Schlagresistenz und Biegeeigenschaft der Litze insgesamt verbessert werden im Vergleich zu einem einzelnen Kupferlegierungsdraht.

  • (8) Die Kupferlegierungslitze hat das Merkmal, daß die Kupferlegierungslitze eine Kompressions-gebildete Kupferlegierungslitze ist.

Weil die gesamte Litze Kompressions-geformt ist, ist die Stabilität der verdrillten Form erhöht. Darüber hinaus kann das Verhältnis der Löcher zur Querschnittsfläche der Litze vermindert werden.

  • (9) Die Kupferlegierungslitze des Ausführungsbeispiels hat ein Merkmal, daß die Kupferlegierungslitze einen Drillabstand von nicht weniger als 10 mm und nicht mehr als 20 mm hat.

Weil die Kupferlegierungslitze einen Drillabstand von nicht weniger als 10 mm hat, kann die Produktivität verbessert werden. Weil die Kupferlegierungslitze einen Drillabstand von nicht mehr als 20 mm hat, kann die Biegeeigenschaft verbessert werden.

  • (10) Die Kupferlegierungslitze des Ausführungsbeispiels hat ein Merkmal, daß die Kupferlegierungslitze eine Querschnittsfläche von nicht weniger als 0,03 mm2 und nicht mehr als 0,5 mm2 hat.

Weil die Litze die Querschnittsfläche von nicht weniger als 0,03 mm2 hat, kann eine Klemme sicher mit dem Draht verbunden werden. Weil die Litze eine Querschnittsfläche von nicht mehr als 0,5 mm2 hat, kann das Gewicht der Litze vermindert werden.

  • (11) Ein abgedeckter elektrischer Draht eines Ausführungsbeispiels umfaßt einen Leiter und eine Isolationsbeschichtungsschicht außerhalb des Leiters, und der Leiter ist ein Kupferlegierungsdraht des Ausführungsbeispiels gemäß (1) bis (6) oben oder eine Kupferlegierungslitze des obigen Ausführungsbeispiels (7) bis (10).

Weil der Kupferlegierungsdraht oder die Kupferlegierungslitze mit einer hohen Festigkeit und hohen elektrischen Leitfähigkeit ebenso wie ausgezeichneter Dehnung als Leiter verwendet wird, hat der abgedeckte elektrische Draht des Ausführungsbeispiels ebenfalls eine hohe Festigkeit und hohe elektrische Leitfähigkeit ebenso wie eine ausgezeichnete Dehnung und hat eine ausgezeichnete Schlagresistenz und Biegeeigenschaft.

  • (12) Ein mit Klemme versehener elektrischer Draht eines Ausführungsbeispiels umfaßt einen bedeckten elektrischen Draht des obigen Ausführungsbeispiels (11) und einen Klemmbereich, der an ein Ende des abgedeckten elektrischen Drahtes gebunden ist.

Weil der mit Klemme versehene elektrische Draht den abgedeckten elektrischen Draht hält, der eine hohe Festigkeit und hohe elektrische Leitfähigkeit ebenso wie eine ausgezeichnete Dehnung hat, wie oben beschrieben, hat der mit Klemme versetzte elektrische Draht des Ausführungsbeispiels ebenfalls eine hohe Festigkeit und hohe elektrische Leitfähigkeit ebenso wie eine ausgezeichnete Dehnung und hat eine ausgezeichnete Schlagresistenz und Biegeeigenschaft.

[Details der Ausführungsbeispiele dieser Erfindung]

Ausführungsbeispiele dieser Erfindung werden detailliert wie folgt beschrieben. Es ist beabsichtigt, daß diese Erfindung nicht auf die erläuternden Ausführungsbeispiele beschränkt ist, sondern durch die Ansprüche definiert ist, und enthält alle Modifizierungen, die bezüglich der Bedeutung und des Umfangs den Ansprüchen entsprechen.

[Kupferlegierungsdraht]<<Zusammensetzung>>

Die Kupferlegierung, die den Kupferlegierungsdraht bildet, enthält reines Cu als Hauptkomponente (Basismaterial) und enthält ebenfalls nicht weniger als 0,4 mass% und nicht mehr als 1,5 mass% Fe, nicht weniger als 0,1 mass% und nicht mehr als 0,7 mass% Ti, nicht weniger als 0,02 mass% und nicht mehr als 0,15 mass% Mg, nicht weniger als 10 mass-ppm und nicht mehr als 500 mass-ppm insgesamt von C und zumindest einem von Si und Mn.

Weil der Fe-Gehalt nicht weniger als 0,4 mass% ist, wird der Kupferlegierungsdraht mit ausgezeichneter Festigkeit erhalten. Wenn der Gehalt an Fe sich erhöht, erhöht sich die Festigkeit des Kupferlegierungsdrahtes. Die elektrische Leitfähigkeit vermindert sich, oder der Draht kann während des Drahtziehens oder dergleichen gebrochen werden. Daher ist der Gehalt an Fe nicht mehr als 1,5 mass%. Der Gehalt an Fe ist bevorzugt nicht weniger als 0,45 mass% und nicht mehr als 1,3 mass% und mehr bevorzugt nicht weniger als 0,5 mass% und nicht mehr als 1,1 mass%.

Weil Ti mit Fe co-existiert, werden die elektrische Leitfähigkeit und Festigkeit verbessert. Weil der Ti-Gehalt nicht weniger als 0,1 mass% ist, wird ein Kupferlegierungsdraht mit ausgezeichneter Festigkeit erhalten. Wenn sich der Gehalt an Ti erhöht, erhöht sich die Festigkeit des Legierungsdrahtes. Die elektrische Leitfähigkeit vermindert sich, und der Draht kann während des Drahtziehens oder dergleichen gebrochen werden. Daher ist der Gehalt an Ti nicht mehr als 0,7 mass%. Der Ti-Gehalt ist bevorzugt nicht weniger als 0,1 mass% und nicht mehr als 0,5 mass% und mehr bevorzugt nicht weniger als 0,3 mass% und nicht mehr als 0,5 mass%.

Weil Fe und Ti in der Form einer Verbindung in Cu ausgefällt werden, hat der Kupferlegierungsdraht eine ausgezeichnete Festigkeit und elektrische Leitfähigkeit. Das Massenverhältnis zwischen Fe und Ti (Fe/Ti) ist bevorzugt nicht weniger als 1,0. Demzufolge kann die Verbindung von Fe und Ti in einem angemessenen Ausmaß ausgefällt werden und die elektrische Leitfähigkeit wird verbessert. Bei Fe/Ti verursacht ein übermäßig hoher Gehalt an Fe eine Verminderung der elektrischen Leitfähigkeit, und daher ist Fe/Ti bevorzugt 5,5 oder weniger. Fe/Ti ist bevorzugt nicht weniger als 1,4 und nicht mehr als 5,0, mehr bevorzugt nicht weniger als 1,6 und nicht mehr als 4,0 und besonders bevorzugt nicht weniger als 1,8 und nicht mehr als 3,6.

Weil der Mg-Gehalt nicht weniger als 0,02 mass% ist, wird die Festigkeit verbessert. Wenn sich der Gehalt an Mg erhöht, erhöht sich die Festigkeit des Kupferlegierungsdrahtes. Die elektrische Leitfähigkeit vermindert sich. Daher ist der Mg-Gehalt nicht mehr als 0,15 mass%. Der Mg-Gehalt ist bevorzugt nicht weniger als 0,02 mass% und nicht mehr als 0,1 mass% und mehr bevorzugt nicht weniger als 0,03 mass% und nicht mehr als 0,06 mass%.

Wenn der Gesamtgehalt von C und mindestens einem von Si und Mn 10 mass-ppm ist, kann die Erzeugung von Fe-Oxid und Ti-Oxid unterdrückt werden, die drei Elemente, nämlich Fe, Ti und Mg können in gut-ausgewogenen Gehalten enthalten sein, und die Festigkeit, die elektrische Leitfähigkeit und Dehnung werden gut ausgewogen verbessert. Weil die Erzeugung von Oxiden unterdrückt werden kann, kann der Kupferlegierungsdraht in der Form eines ultrafeinen Drahtes mit einem Drahtdurchmesser von 0,5 mm oder weniger erzeugt werden. Wenn der Gesamtgehalt von C und zumindest einem von Si und Mn sich erhöht, wird eine Entsäuerungswirkung verstärkt. C und zumindest eines von Si und Mn, das in dem Cu-Basismaterial verbleibt, verursacht eine Verminderung der elektrischen Leitfähigkeit. Daher ist der Gesamtgehalt nicht mehr als 500 mass-ppm. Der Gesamtgehalt ist bevorzugt nicht weniger als 20 mass-ppm und nicht mehr als 300 mass-ppm und mehr bevorzugt nicht weniger als 30 mass-ppm und nicht mehr als 100 mass-ppm. Der bevorzugte Gehalt eines jeden Elementes ist wie folgt. Der C-Gehalt ist bevorzugt nicht weniger als 20 mass-ppm und nicht mehr als 200 mass-ppm und mehr bevorzugt weniger als 30 mass-ppm und nicht mehr als 100 mass-ppm. Der Gesamtgehalt von zumindest einem von Si und Mn ist bevorzugt nicht weniger als 5 mass-ppm und nicht mehr als 100 mass-ppm und mehr bevorzugt nicht weniger als 10 mass-ppm und nicht mehr als 50 mass-ppm. Wenn C und zumindest eines von Si und Mn in einem spezifischen Gehalt enthalten sind, wird der Sauerstoff-Gehalt leicht eingestellt, sodaß er nicht mehr als 20 mass-ppm, weiter nicht mehr als 15 mass-ppm und besonders nicht mehr als 10 mass-ppm ist.

<<Drahtdurchmesser>>

Der Drahtdurchmesser der Kupferlegierung kann durch angemessenes Einstellen des Grades des Drahtziehens (Reduktionsverhältnis der Querschnittsfläche) geändert werden. Wenn beispielsweise der Kupferlegierungsdraht als elektrischer Drahtleiter für ein Automobil verwendet wird, kann der Kupferlegierungsdraht ein ultrafeiner Draht mit einem Drahtdurchmesser von 0,5 mm oder weniger sein. Selbst wenn der Kupferlegierungsdraht dieses Ausführungsbeispiels ein ultrafeiner Draht mit einem Drahtdurchmesser von 0,5 mm oder weniger ist, hat der Kupferlegierungsdraht eine ausgezeichnete Zugfestigkeit, elektrische Leitfähigkeit und Dehnung. Der Drahtdurchmesser des Kupferlegierungsdrahtes kann 0,35 mm oder weniger und weiter 0,25 mm oder weniger sein.

<<Struktur>>

Der Kupferlegierungsdraht mit der oben beschriebenen spezifischen Zusammensetzung hat eine feine Struktur mit einer durchschnittlichen Kristall-Korngröße von 10 μm oder weniger. Wenn die durchschnittliche Kristall-Korngröße kleiner ist, kann die Struktur der gesamten Kupferlegierung eine feine Struktur haben und grobe Körner, die ein Ursprung für einen Bruch werden können, sind weniger wahrscheinlich vorhanden. Demzufolge wird der Kupferlegierungsdraht als ausgezeichnet bezüglich der Dehnung angesehen. Weil der Kupferlegierungsdraht eine feine Struktur hat, kann die Klemm-Fixierfestigkeit, wenn eine Klemme mit dem Draht befestigt wird, erhöht werden. Wärmebehandlungsbedingungen oder dergleichen für einen kontinuierlichen Guß können angemessen hergestellt werden, unter Erzeugung einer feineren Struktur, worin die durchschnittliche Kristall-Korngröße 2 μm oder weniger beispielsweise ist. Wie die durchschnittliche Kristall-Korngröße gemessen wird, wird später beschrieben.

<<Querschnittsform>>

Der Kupferlegierungsdraht kann irgendeine von einer Vielzahl von transversalen Querschnittsformen in Abhängigkeit von der Form einer Düse zum Drahtziehen haben. Der Kupferlegierungsdraht ist typischerweise ein runder Draht mit einer kreisförmigen transversalen Querschnittsform. Andere transversale Querschnittsformen können in einer Vielzahl von Formen wie elliptische oder polygonale Formen einschließlich einer rechteckigen und hexagonalen Form haben. Bei einer irregulären Form wie der oben erwähnten elliptischen oder polygonalen Form, wirkt der Drahtdurchmesser als Durchmesser eines Kreises mit der gleichen transversalen Querschnittsfläche wie bei der irregulären Form definiert.

<<Mechanische Eigenschaften>>

Der oben beschriebene Kupferlegierungsdraht hat gut ausgewogene Festigkeit, elektrische Leitfähigkeit und Dehnung, hat eine hohe Festigkeit und hohe elektrische Leitfähigkeit und ist ebenfalls ausgezeichnet bezüglich der Dehnung. Die Zugfestigkeit und die elektrische Leitfähigkeit können in Abhängigkeit von der Art und des Gehaltes eines jeden Additivelementes und den Bedingungen für die Herstellung (die Ausmaße des Drahtziehens, Temperatur für die Wärmebehandlung beispielsweise) geändert werden. Beispielsweise wenn der Gehalt des Additivelementes erhöht wird oder das Ausmaß des Drahtziehens erhöht wird (Drahtdurchmesser wird vermindert), neigt der Draht dazu, eine höhere Zugfestigkeit und geringere elektrische Leitfähigkeit zu haben. Die Zugfestigkeit ist bevorzugt nicht weniger als 450 MPa, mehr bevorzugt nicht weniger als 470 MPa und besonders bevorzugt nicht weniger als 490 MPa. Die elektrische Leitfähigkeit ist bevorzugt nicht weniger als 60 % IACS, mehr bevorzugt nicht weniger als 62 % IACS und besonders bevorzugt nicht weniger als 64 % IACS.

Die Dehnung kann durch Durchführen einer spezifischen Wärmebehandlung nach dem Drahtziehen geändert werden. Beispielsweise wird das Vergüten als Wärmebehandlung durchgeführt. Eine erhöhte Vergütungstemperatur oder verlängerte Vergütungszeit neigt zur Erhöhung der Dehnung. Spezifische Vergütungsbedingungen werden später beschrieben. Die Dehnung ist bevorzugt nicht weniger als 5 %, mehr bevorzugt nicht weniger als 6 % und besonders bevorzugt nicht weniger als 8 %.

Insbesondere wenn die elektrische Leitfähigkeit nicht weniger als 60 % IACS ist, ist die Zugfestigkeit σB nicht weniger als 450 MPa und die Dehnung ε ist nicht weniger als 5 %, und die Beziehung σB + 25ε ≥ 650 ist erfüllt. Der Kupferlegierungsdraht, der diese Beziehung erfüllt, hat eine gut ausgewogene Festigkeit und Dehnung für eine bestimmte elektrische Leitfähigkeit und ist besser bezüglich der Schlagresistenz und Biegeeigenschaft. Die oben erwähnte Beziehung ist mehr bevorzugt σB + 25ε ≥ 680 und besonders σB + 25ε ≥ 700

[Kupferlegierungslitze]

Eine Vielzahl von Kupferlegierungsdrähten wie oben beschrieben werden zusammen zur Erzeugung einer Litze verdrillt (die Kupferlegierungslitze dieses Ausführungsbeispiels). Somit wird ein Leiter mit weiterer ausgezeichneter Schlagresistenz und Biegeeigenschaft erhalten. Die Zahl der verdrillten Drähte ist nicht besonders beschränkt. Wenn die Kupferlegierungslitze zu einem komprimierten Draht Kompressions-geformt ist, erhöht sich die Stabilität der Form des verdrillten Drahtes. Das Verhältnis der Löcher zu der Querschnittsfläche des verdrillten Drahtes kann vermindert werden und somit kann der Drahtdurchmesser vermindert werden im Vergleich zu dem Durchmesser des verdrillten Drahtes vor der Komprimierung. Weil die Litze eine Querschnittsfläche von 0,03 mm2 oder mehr hat, kann eine Klemme leicht festgeklemmt werden. Weil die Litze eine Querschnittsfläche von 0,05 mm2 oder weniger hat, kann das Gewicht der Litze vermindert werden. Weil der Drillabstand der Litze nicht weniger als 10 mm ist, kann die Produktivität verbessert werden, und weil der Drillabstand davon nicht mehr als 20 mm ist, kann die Biegeeigenschaft verbessert werden.

[Bedeckter elektrischer Draht]

Der oben beschriebene Kupferlegierungsdraht oder die oben beschriebene Kupferlegierungslitze kann als Leiter eines elektrischen Drahtes verwendet werden. Der Kupferlegierungsdraht oder die Kupferlegierungslitze kann ebenfalls für einen abgedeckten elektrischen Draht verwendet werden, umfassend eine Isolations-Beschichtungsschicht außerhalb des Leiters. Das Isolationsmaterial, das die Isolations-Beschichtungsschicht bildet, kann beispielsweise Polyvinylchlorid (PVC), Nicht-Halogen-Harz, ein Harz mit ausgezeichneter Flammwidrigkeit oder dergleichen sein. Die Dicke der Isolations-Beschichtungsschicht kann angemessen unter Berücksichtigung einer gewünschten dielektrischen Festigkeit ausgewählt werden und ist nicht besonders beschränkt.

[Mit Klemme versehener elektrischer Draht]

Der oben beschriebene bedeckte elektrische Draht kann geeignet für einen mit einer Klemme versehenen elektrischen Draht verwendet werden. Der mit Klemme versehene elektrische Draht ist typischerweise mit einem oder mehreren elektrischen Drähten versehen, umfassend ein oder mehrere bedeckte elektrische Drähte wie oben beschrieben, und ein Klemmbereich ist an einem Ende eines jeden elektrischen Drahtes gebunden. Jeder elektrische Draht ist mit einem Objekt wie eine elektrische Vorrichtung über den Klemmbereich verbunden. Der mit Klemme versehene elektrische Draht kann in der Form vorliegen, worin ein Klemmbereich an jeden elektrischen Draht gebunden ist, oder in der Form einer elektrischen Drahtgruppe umfassend eine Vielzahl von elektrischen Drähten, die zusammen an einen Klemmbereich gebunden sind. Die Form des Klemmbereiches kann eine männliche, weibliche oder ähnliche Form sein. Die Verbindung zwischen dem Klemmbereich und dem Leiter des abgedeckten elektrischen Drahtes kann eine Verbindung vom Quetschtyp sein, so daß der Leiter gequetscht wird, oder eine Verbindung vom Schmelz-Typ sein, daß der Leiter beispielsweise die Verbindung geschmolzen ist, und die Art der Verbindung ist nicht besonders beschränkt. Wenn eine Vielzahl von elektrischen Drähten des mit Klemme versehenen elektrischen Drahtes durch ein Bündelwerkzeug oder dergleichen zusammengebündelt sind, wird eine ausgezeichnete Leichtigkeit der Handhabung erhalten.

[Herstellungsverfahren]

Der oben beschriebene Kupferlegierungsdraht kann typischerweise durch folgendes Herstellungsverfahren hergestellt werden. Dieses Herstellungsverfahren ist ein Verfahren zur Herstellung eines Kupferlegierungsdrahtes, der als Leiter verwendet wird, und enthält den kontinuierlichen Gußschritt, Drahtziehschritt und den Wärmebehandlungsschritt, wie unten beschrieben.

Kontinuierlicher Gußschritt: Schritt zur Herstellung eines Gußmaterials durch kontinuierliches Gießen einer geschmolzenen Kupferlegierung wie später hierin beschrieben.

Drahtziehschritt: Der Schritt zur Herstellung eines Draht-gezogenen Materials durch Durchführen eines Drahtziehens mit dem oben beschriebenen Gußmaterial oder einem Plastikverarbeiteten Material, hergestellt durch Durchführen einer Plastikverarbeitung mit dem oben beschriebenen Gußmaterial.

Wärmebehandlungsschritt: Zur Durchführung der Wärmebehandlung mit dem Draht-gezogenen Material

<<Kontinuierlicher Gußschritt>>

Zunächst wird ein Gußmaterial hergestellt durch kontinuierliches Gießen einer geschmolzenen Kupferlegierung. Die geschmolzene Kupferlegierung wird erhalten durch Schmelzen des Cu-Materials und der Hauptadditivelemente, nämlich Fe, Ti und Mg unter den Additiv-Elementen in einem hoch-reinen Kohlenstoff-Tiegel mit einer Verunreinigungsmenge von 20 mass-ppm oder weniger. Die jeweiligen Gehalte von Fe, Ti und Mg können die Gehalte von Fe, Ti und Mg des oben beschriebenen Kupferlegierungsdrahtes sein. Sie können in einer Luftatmosphäre zur Verbesserung der Produktivität geschmolzen werden. Zu diesem Zeitpunkt werden zur Verhinderung, daß die Hauptadditiv-Elemente, insbesondere Fe und Ti oxidiert werden, Antioxidantien wie C und Si oder Mn mit einer Entsäuerungswirkung mit diesen vermischt. Ein Verfahren zum Mischen eines jeden Antioxidanz kann wie folgt sein. Denn die Oberfläche der geschmolzenen Kupferlegierung wird mit einem ersten Antioxidanz wie Kohlen-Chips oder Kohlenpulver bedeckt, um zu verhindern, daß die Oberfläche der geschmolzenen Kupferlegierung Luft kontaktiert. Selbst wenn die Oberfläche der geschmolzenen Kupferlegierung mit dem ersten Antioxidanz bedeckt ist, können Räume zwischen den ersten Antioxidanz-Chips oder Teilchen und der Oberfläche der geschmolzenen Kupferlegierung die Luft durch die Zwischenräume kontaktieren. Daher wird ein zweites Antioxidanz wie Si oder Mn mit einer Entsäuerungswirkung in die geschmolzene Kupferlegierung gemischt. Si oder Mn kann zur Bildung einer Fe-Legierung gemischt oder getrennt gemischt werden wie die Hauptadditiv-Elemente. Die Gehalte der Oxidantien können solche von C und Si oder Mn des oben beschriebenen Kupferlegierungsdrahtes sein. Wenn die Oberfläche der geschmolzenen Kupferlegierung mit dem ersten Antioxidanz bedeckt wird, kann die Menge des ersten Antioxidanz so bestimmt werden, daß die Menge des ersten Antioxidanz (C), das die Oberfläche der geschmolzenen Kupferlegierung kontaktiert, zum Mischen in die geschmolzene Kupferlegierung gleich ist wie die der oben beschriebenen C-Gehalt in dem Kupferlegierungsdraht.

Das kontinuierliche Gießen kann ein kontinuierliches Aufwärtszieh-Gießverfahren (Aufwärts-Ziehverfahren) sein, bei dem eine geschmolzene Kupferlegierung in einer Form verfestigt wird, die in der Oberfläche der geschmolzenen Kupferlegierung angeordnet kontinuierlich nach oben gezogen wird. Als Form wird bevorzugt eine hochreine Kohlenstoff-Form mit einer Verunreinigungsmenge von 20 mass-ppm oder weniger verwendet. Die Rate der schnellen Kühlung während des kontinuierlichen Gießens kann angemessen ausgewertet werden und ist bevorzugt 5°C/s oder mehr.

Nach dem Gießen kann eine kontinuierliche Extrusion mit dem Gußmaterial, erhalten durch das oben beschriebene kontinuierliche Gießen, durchgeführt werden. Die kontinuierliche Extrusion kann durchgeführt werden, um Oberflächendefekte des Gußmaterials zu vermindern. Anstelle des entsprechenden Extrudierens kann ein Kaltwalzen oder Abschälen durchgeführt werden.

<<Drahtziehschritt>>

Mit dem Gußmaterial oder dem verarbeiteten Gußmaterial, das das Gußmaterial ist, mit dem die kontinuierliche Extrusion oder Kaltwalzen durchgeführt ist, wird ein Drahtziehen durchgeführt, zur Herstellung eines Draht-gezogenen Materials mit einem endgültigen Drahtdurchmesser. Das Drahtziehen (typischerweise Kalt-Drahtziehen) wird bei einer Vielzahl von Durchgängen durchgeführt, bis der endgültige Drahtdurchmesser erzielt wird. Das Ausmaß der Bearbeitung eines jeden Durchleitens kann angemessen eingestellt werden unter Berücksichtigung der Zusammensetzung und des endgültigen Drahtdurchmessers zum Beispiel.

<<Wärmebehandlungsschritt>>

Mit dem Draht-gezogenen Material, der zu einem endgültigen Drahtdurchmesser Draht-gezogen ist, wird eine spezifische Wärmebehandlung durchgeführt, um zu verursachen, daß die oben beschriebenen Präzipitate durch künstliches Altern von einem supergesättigten festen Lösungszustand im Gußschritt oder von einem Zustand erzeugt werden, worin Präzipitate, einschließlich geringer Mengen an Fe und Ti, von diesem supergesättigten festen Lösungszustand erzeugt werden. Für die Wärmebehandlung kann eine absatzweise Erweichungsbehandlung oder eine kontinuierliche Erweichungsbehandlung angewandt werden. Die absatzweise Erweichungsbehandlung ist ein Verfahren, bei dem ein Material, das erwärmt werden soll, in einen Heizofen eingeschlossen und das Material in diesem Zustand erwärmt wird. Während der Durchsatz pro Erwärmen begrenzt ist, ist die Bedingung des gesamten Materials, das erwärmt werden soll, leicht zu handhaben. Im Gegensatz dazu ist die kontinuierliche Erweichungsbehandlung ein Verfahren, bei dem das zu erwärmende Material kontinuierlich in einen Heizofen geführt und das Material kontinuierlich erwärmt wird. Dieses Verfahren ist ausgezeichnet bezüglich der Bearbeitbarkeit, weil das Material kontinuierlich erwärmt werden kann.

Während der absatzweisen Erwärmungsbehandlung können Präzipitate ausreichend durch Einstellen der Wärmebehandlungstemperatur auf 350°C oder mehr und 660°C oder weniger und Einstellen der Retentionszeit auf 30 Minuten oder mehr erzeugt werden. In Abhängigkeit von den gewünschten Eigenschaften kann die Wärmebehandlungstemperatur ausgewählt werden. Die Wärmebehandlungstemperatur ist bevorzugt 400°C oder mehr und 550°C oder weniger, die Retentionszeit ist bevorzugt zwei Stunden oder mehr und 20 Stunden oder weniger. Wenn die Retentionszeit der Wärmebehandlung länger ist, können mehr Präzipitate erzeugt werden und daher kann die elektrische Leitfähigkeit verbessert werden. Die Wärmebehandlung kann nach dem Drahtziehen durchgeführt werden, um das Auftreten eines Drahtbruches zu vermindern, der von den Präzipitaten stammt, die durch die Wärmebehandlung erzeugt werden. Daher kann das Drahtziehen mit einer hohen Drahtziehbarkeit durchgeführt werden.

Daneben können in dem Wärmebehandlungsverfahren die Wärmebehandlung, die als Alterungs-Ausfäll-Behandlung angegeben wird, und die Wärmebehandlung, die als Erweichungsbehandlung angegeben wird, getrennt durchgeführt werden. Die Wärmebehandlung als Alterungs-Ausfäll-Behandlung wird durchgeführt, nachdem Beladungen, die durch Kaltwalzen oder Drahtziehen erzeugt sind, eingeführt sind. Beispielsweise kann diese Wärmebehandlung mit einem Material nach Durchführen des Kaltwalzens und vor Durchführen des Drahtziehens durchgeführt werden, oder diese Wärmebehandlung kann bei einem Drahtziehmaterial im Prozeß während des Drahtziehens durchgeführt werden. Für diese Wärmebehandlung, die als Alterungs-Ausfäll-Behandlung angegeben ist, kann die Temperatur 350°C oder mehr und 600°C oder weniger sein, und die Retentionszeit kann 30 Minuten oder mehr und 40 Stunden oder weniger sein. Die Wärmebehandlung, die als Erweichungsbehandlung angegeben wird, wird mit einem Draht-gezogenen Material, mit dem das endgültige Drahtziehen nach der Alterungs-Ausfäll-Behandlung durchgeführt ist, durchgeführt. Für diese Wärmebehandlung, die als Erweichungsbehandlung angegeben wird, kann eine kontinuierliche Erweichungsbehandlung bei 350°C oder mehr und 800°C oder weniger verwendet werden. Wenn die Wärmebehandlung, die als Alterungs-Ausfäll-Behandlung angegeben wird, und die Wärmebehandlung, die als Erweichungsbehandlung angegeben wird, getrennt durchgeführt werden, kann die Kristall-Korngröße nach der Erweichungsbehandlung klein gehalten werden, und daher kann eine hohe Festigkeit und hohe Dehnung erzielt werden.

Durch den oben beschriebenen Wärmebehandlungsschritt ist ein Kupferlegierungsdraht, der die oben beschriebene Zusammensetzung hat, ein ultrafeiner Draht mit einem Drahtdurchmesser von 0,5 mm oder weniger, und hat eine elektrische Leitfähigkeit von 60 % IACS oder mehr, eine Zugfestigkeit von 450 MPa oder mehr und eine Dehnung von 5 % oder mehr.

<<Verdrillungsschritt>>

Eine Vielzahl von Kupferlegierungsdrähten wie oben beschrieben kann zusammen verdrillt werden, zur Erzeugung einer Kupferlegierungslitze. Die Kupferlegierungslitze kann zu einem komprimierten Draht Kompressions-geformt werden. Wenn eine Vielzahl von Drähten zusammen verdrillt werden, zur Bildung einer Litzenstruktur, wird die oben beschriebene Erweichungsbehandlung mit der Litze durchgeführt. Dies ist bevorzugt, weil die Auflösung der Verdrillung der Litze weniger wahrscheinlich auftritt. Spezifisch wird eine Vielzahl von Draht-gezogenen Drähten, mit denen ein Drahtziehen durchgeführt ist, bis ein endgültiger Durchmesser erreicht ist, zusammen zur Bildung einer Litze/verdrillten Drahtes verdrillt, und diese Litze wird der oben beschriebenen Erweichungsbehandlung unterworfen. Eine Vielzahl von Kupferlegierungsdrähten, mit denen die Erweichungsbehandlung durchgeführt wurde, kann zusammen verdrillt werden, oder eine Litze kann weiterhin der Erweichungsbehandlung unterworfen werden.

<<Abdeckschritt>>

An der äußeren Peripherie des oben beschriebenen Kupferlegierungsdrahtes oder der oben beschriebenen Kupferlegierungslitze wird eine Isolationsbeschichtungsschicht, gebildet aus dem oben beschriebenen Isolationsmaterial gebildet. Auf diese Weise kann ein bedeckter elektrischer Draht hergestellt werden. Ein Verfahren zur Bildung einer Isolationsbeschichtungsschicht kann eine Extrusionsbeschichtung oder Beschichtung durch Pulverbeschichtung sein.

<< Schicht zum Anhaften einer Klemme>>

Ein Klemmbereich kann an einem Ende des oben beschriebenen abgedeckten elektrischen Drahtes gebunden werden, und typischerweise kann eine Vielzahl von mit Klemmen versehenen abgedeckten elektrischen Drähten zusammengebündelt werden, zur Erzeugung eines mit einer Klemme versehenen elektrischen Drahtes. Ein Teil der Isolationsbeschichtungsschicht des bedeckten elektrischen Drahtes kann abgestreift werden, um den Leiter freizulegen, und dann können der freigelegte Leiter und der Klemmbereich miteinander verbunden werden.

[Testbeispiele]Testbeispiel 1

Kupferlegierungsdrähte wurden hergestellt und verschiedene Eigenschaften von Kupferlegierungsdrähten wurden untersucht.

Die Kupferlegierungsdrähte wurden entsprechend den folgenden beiden Produktionsmustern erzeugt. Gemäß einem ersten Produktionsmuster A wurde eine Basislegierung, umfassend elektrolytisches Kupfer mit einer Reinheit von 99,99 % oder mehr und Hauptadditiv-Elementen, nämlich Fe, Ti und Mg unter den Additiv-Elementen hergestellt, in einem hochreinen Kohlenstofftiegel angeordnet und in einer Luftatmosphäre geschmolzen. Somit wurde eine geschmolzene Hauptmischung, die die Hauptkomponenten enthält, die in Tabelle 1 gezeigt sind, hergestellt. Zu diesem Zeitpunkt wurde die Oberfläche des geschmolzenen Metalls ausreichend mit Kohlen-Chips bedeckt, um zu verhindern, daß die Oberfläche des geschmolzenen Metalls Luft kontaktierte. Die Menge der Kohlen-Chips wurde so eingestellt, daß die Menge an C, die in das geschmolzene Metall durch den Kontakt zwischen den Kohlen-Chips und der Oberfläche des geschmolzenen Metalls gemischt wurde, gleich war wie der Gehalt der Spurenkomponte C, die in Tabelle 1 gezeigt ist. Darüber hinaus wurden die Spurenkomponenten Si und Mn, die in Tabelle 1 gezeigt sind, gemischt, zur Bildung einer Legierung mit der Hauptkomponente Fe, wie oben beschrieben. Die erhaltene, geschmolzene Metallmischung und eine hochreine Kohlenstoff-Form wurden verwendet, zur Durchführung des kontinuierlichen Aufwärtszieh-Gußverfahrens (Aufwärtsverfahren), zur Herstellung eines Gußmaterials mit einem kreisförmigen Querschnitt mit einem Drahtdurchmesser von ϕ 12,5 mm. Das erhaltene Gußmaterial wurde der kontinuierlichen Extrusion unterworfen, bis der Drahtdurchmesser ϕ 9,5 mm erreichte, und hierdurch wurde ein verarbeitetes Material erzeugt. Danach wurde das verarbeitete Material dem Drahtziehen unterworfen, bis der Durchmesser den Drahtdurchmesser (mm), gezeigt in Tabelle 1, erreichte, unter Erzeugung eines Draht-gezogenen Materials. Das Draht-gezogene Material wurde der Charchen-Erweichungsbehandlung (Vergüten) unter den in Tabelle 1 gezeigten Wärmebehandlungsbedingungen unterworfen.

Gemäß einem zweiten Produktionsmuster B wurde ein Gußmaterial ähnlich wie das Produktionsmuster A erzeugt. Dieses Gußmaterial wurde dem Kaltwalzen unterworfen, bis der Drahtdurchmesser ϕ 9,5 mm erreichte, dann einer Wärmebehandlung (500°C × 8 Stunden) unterworfen und dann mit einer Abschäldüse abgeschält, bis der Drahtdurchmesser ϕ 8 mm erreichte. Somit wurde ein bearbeitetes Material hergestellt. Danach wurde dieses bearbeitete Material dem Drahtziehen unterworfen, bis der Drahtdurchmesser (mm), gezeigt in Tabelle 1, erreicht war. Auf diese Weise wurde ein Draht-gezogenes Material erzeugt und das Draht-gezogene Material wurde dem kontinuierlichen Erweichen unterworfen.

Die durchschnittliche Kristall-Korngröße (μm), der Sauerstoff-Gehalt (mass-ppm), die Zugfestigkeit (MPa), die elektrische Leitfähigkeit (% IACS) und die Dehnung (Dehnung beim Bruch (%)) der erhaltenen Kupferlegierungsdrähte wurden ausgewertet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt.

Bezüglich der durchschnittlichen Kristall-Korngröße wurde ein transversaler Querschnitt eines Kupferlegierungsdrahtes einer jeden Probe mit Hilfe eines Querschnittpolierers (CP) verarbeitet, und dieser Querschnitt wurde mit einem Elektronen-Abtastmikroskop (SEM) beobachtet. Die durchschnittliche Kristall-Korngröße ist als Durchmesser eines Kreises definiert, der einer Fläche entspricht, bestimmt durch Dividieren der Fläche von jedem Beobachtungsbereich durch die Zahl der Kristallkörner, die in diesem Bereich vorhanden sind. Es ist zu beachten, daß der Beobachtungsbereich in einem Bereich liegt, worin die Zahl der Kristallkörner, die in dem Bereich vorhanden sind, 50 oder mehr ist, oder der gesamte transversale Querschnittsbereich ist.

Der Sauerstoff-Gehalt wurde mit Hilfe eines Sauerstoffanalysators entsprechend der Inertgasfusion und dem Infrarot-Absorptionsverfahren gemessen.

Die Zugfestigkeit (MPa) und die Dehnung (%, Dehnung beim Bruch) wurden entsprechend JIS Z 2241 (Zugtestverfahren für metallische Materialien, 1998) mit Hilfe eines Zugtestgerätes für allgemeine Zwecke gemessen. Die elektrische Leitfähigkeit (% IACS) wurde entsprechend dem Brückenverfahren gemessen.

Wie in den Tabellen 1 und 2 gezeigt ist, haben die Proben 1 bis 14, die jeweils aus einer Kupferlegierung mit einer spezifischen Zusammensetzung erzeugt sind, eine Zugfestigkeit von 450 MPa oder mehr, eine elektrische Leitfähigkeit von 60 % IACS oder mehr und eine Dehnung von 5 % oder mehr und haben somit eine hohe Festigkeit und hohe elektrische Leitfähigkeit und sind ebenfalls ausgezeichnet bezüglich der Dehnung. Weil die Kupferlegierung die spezifische Zusammensetzung hat, hat selbst ein ultrafeiner Draht mit einem Drahtdurchmesser von 0,32 mm oder weniger, eine hohe Festigkeit und hohe elektrische Leitfähigkeit und ist ebenfalls ausgezeichnet bezüglich der Dehnung.

Entsprechend den Ergebnissen, die in den Tabellen 1 und 2 gezeigt sind, enthält eine Kupferlegierung in manchen Ausführungsbeispielen als Hauptkomponenten Fe in einem Gehalt von nicht weniger als 0,50 mass% und nicht mehr als 1,18 mass%, Ti in einem Gehalt von nicht weniger als 0,11 mass% und nicht mehr als 0,56 mass% und Mg in einem Gehalt von nicht weniger als 0,02 mass% und nicht mehr als 0,14 mass%, als Spurenkomponenten Si und Mn jeweils in einem Gehalt von weniger als 10 mass-ppm und C mit einem Gehalt von nicht weniger als 20 mass-ppm und nicht mehr als 100 mass-ppm und als Rest Cu und Verunreinigungen. Mit dieser Kupferlegierung kann eine elektrische Leitfähigkeit von 63 % IACS oder mehr, eine Dehnung von 5 % oder mehr und eine Zugfestigkeit von 476 MPa oder mehr erhalten werden. Darüber hinaus kann eine durchschnittliche Kristall-Korngröße von 1,0 μm oder weniger der Kupferlegierung ebenfalls erhalten werden. Gemäß den in Tabelle 2 gezeigten Beispiel ist die durchschnittliche Kristall-Korngröße der Kupferlegierung nicht weniger als 0,3 μm und nicht mehr als 1,0 μm.

Eine Kupferlegierung enthält gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel als Hauptkomponenten Fe in einem Gehalt von nicht weniger als 0,51 mass% und nicht mehr als 1,18 mass%, Ti in einem Gehalt von nicht weniger als 0,28 μ und nicht mehr als 0,56 mass% und Mg in einem Gehalt von nicht weniger als 0,05 mass% und nicht mehr als 0,06 mass%, enthält als Spurenkomponenten Si und Mn jeweils in einem Gehalt von nicht weniger als 10 mass-ppm und C mit einem Gehalt von nicht weniger als 20 mass-ppm und nicht mehr als 100 mass-ppm und enthält als Rest Cu und Verunreinigungen. Mit dieser Kupferlegierung kann eine elektrische Leitfähigkeit von 70 % IACS oder mehr, eine Dehnung von 6 % oder mehr und eine Zugfestigkeit von 476 MPa oder mehr erhalten werden.

Eine Kupferlegierung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel enthält als Hauptkomponenten Fe in einem Gehalt von nicht weniger als 0,51 mass% und nicht mehr als 1,18 mass%, Ti in einem Gehalt von nicht weniger als 0,11 mass% und nicht mehr als 0,38 mass% und Mg in einem Gehalt von nicht weniger als 0,03 mass% und nicht mehr als 0,13 mass%, enthält als Spurenkomponenten Si und Mn jeweils in einem Gehalt von weniger als 10 mass-ppm und C in einem Gehalt von nicht weniger als 20 mass-ppm und nicht mehr als 100 mass-ppm und enthält als Rest Cu und Verunreinigungen. Mit dieser Kupferlegierung kann eine elektrische Leitfähigkeit von 63 % IACS oder mehr, eine Dehnung von 8 % oder mehr, und eine Zugfestigkeit von 476 MPa oder mehr erhalten werden.

Eine Kupferlegierung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel enthält als Hauptkomponenten Fe in einem Gehalt von nicht weniger als 0,51 mass% und nicht mehr als 1,18 mass%, Ti in einem Gehalt von nicht weniger als 0,11 mass% und nicht mehr als 0,38 mass% und Mg in einem Gehalt von nicht weniger als 0,05 mass% und nicht mehr als 0,13 mass%, enthält als Spurenkomponenten Si und Mn jeweils in einem Gehalt von weniger als 10 mass-ppm und C bei einem Gehalt von nicht weniger als 20 mass-ppm und nicht mehr als 100 mass-ppm und enthält als Rest Cu und Verunreinigungen. Mit dieser Kupferlegierung kann eine elektrische Leitfähigkeit von 66 % IACS oder mehr, eine Dehnung von 9 % oder mehr, und eine Zugfestigkeit von 476 MPa oder mehr erhalten werden.

Eine Kupferlegierung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel enthält als Hauptkomponenten Fe in einem Gehalt von nicht weniger als 0,50 mass% und nicht mehr als 1,00 mass%, Ti in einem Gehalt von nicht weniger als 0,14 mass% und nicht mehr als 0,56 mass% und Mg in einem Gehalt von nicht weniger als 0,12 mass% und nicht mehr als 0,14 mass%, enthält als Spurenkomponenten Si und Mn jeweils in einem Gehalt von weniger als 10 mass-ppm und C bei einem Gehalt von nicht weniger als 30 mass-ppm und nicht mehr als 80 mass-ppm und enthält als Rest Cu und Verunreinigungen. Mit dieser Kupferlegierung kann eine elektrische Leitfähigkeit von 63 % IACS oder mehr, eine Dehnung von 5 % oder mehr, und eine Zugfestigkeit von 550 MPa oder mehr erhalten werden.

Eine Kupferlegierung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel enthält als Hauptkomponenten Fe in einem Gehalt von nicht weniger als 0,50 mass% und nicht mehr als 1,18 mass%, Ti in einem Gehalt von nicht weniger als 0,11 mass% und nicht mehr als 0,56 mass% und Mg in einem Gehalt von nicht weniger als 0,05 mass% und nicht mehr als 0,13 mass%, enthält als Spurenkomponenten Si und Mn jeweils in einem Gehalt von weniger als 10 mass-ppm und C in einem Gehalt von nicht weniger als 20 mass-ppm und nicht mehr als 100 mass-ppm und enthält als Rest Cu und Verunreinigungen. Mit dieser Kupferlegierung kann eine elektrische Leitfähigkeit von 63 % IACS oder mehr, eine Dehnung von 6 % oder mehr, und eine Zugfestigkeit von 476 MPa oder mehr und eine durchschnittliche Kristall-Korngröße der Kupferlegierung von 0,7 μm erhalten werden.

Eine Kupferlegierung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel enthält als Hauptkomponenten Fe in einem Gehalt von nicht weniger als 0,70 mass% und nicht mehr als 1,18 mass%, Ti in einem Gehalt von nicht weniger als 0,14 mass% und nicht mehr als 0,56 mass% und Mg in einem Gehalt von nicht weniger als 0,05 mass% und nicht mehr als 0,13 mass%, enthält als Spurenkomponenten Si und Mn jeweils in einem Gehalt von weniger als 10 mass-ppm und C in einem Gehalt von nicht weniger als 20 mass-ppm und nicht mehr als 80 mass-ppm und enthält als Rest Cu und Verunreinigungen. Mit dieser Kupferlegierung kann eine elektrische Leitfähigkeit von 63 % IACS oder mehr, eine Dehnung von 7 % oder mehr, und eine Zugfestigkeit von 476 MPa oder mehr und eine durchschnittliche Kristall-Korngröße der Kupferlegierung von 0,5 μm erhalten werden.

Bei der Kupferlegierung kann der Fe-Gehalt höher als der Ti-Gehalt sein. In der Kupferlegierung kann der Ti-Gehalt höher sein als der Mg-Gehalt. Das Massenverhältnis zwischen Fe und Ti (Fe/Ti) kann nicht weniger als 1,1 und nicht mehr als 7,1 sein. Der Sauerstoff-Gehalt in der Kupferlegierung kann nicht weniger als 2 mass-ppm und nicht mehr als 8 mass-ppm sein.

Testbeispiel 2

Bedeckte elektrische Drähte jeweils mit einer verdrillten Drahtstruktur aus einer Vielzahl von Kupferlegierungsdrähten wurde hergestellt, und die mechanischen Eigenschaften der bedeckten elektrischen Drähte wurden untersucht.

Die bedeckten elektrischen Drähte wurden entsprechend folgenden beiden Mustern hergestellt. Gemäß einem ersten Produktionsmuster A' wurden sieben Draht-gezogene Drähte des oben beschriebenen Kupferlegierungs-Draht-Produktionsmuster A zusammen verdrillt und kompressionsgeformt, so daß das Äußere eines Querschnittes ein kreisförmige Form aufwies, unter Erzeugung eines komprimierten Drahtes mit 0,13 mm2. Dieser komprimierte Draht wurde einer Erweichung (Vergütung) unter den Wärmebehandlungsbedingungen gemäß Tabelle 3 unterworfen. An der äußeren Peripherie des erweichten verdrillten Drahtes wurde ein PVC-Harz zu einer Dicke von 0,2 mm zum Bedecken des Drahtes extrudiert, und hierdurch wurde ein Isolations-Beschichtungsschicht gebildet.

Gemäß einem zweiten Produktionsmuster B' wurden sieben Draht-gezogene Drähte des oben beschriebenen Kupferlegierungs-Draht-Produktionsmusters B zusammen verdrillt und kompressionsgeformt, so daß das Aussehen eines Querschnittes eine zirkuläre Form hatte, zur Erzeugung eines komprimierten Drahtes mit 0,13 mm2. Dieser komprimierte Draht wurde einer kontinuierlichen Erweichung unterworfen. Dann wurde an der äußeren Peripherie des kontinuierlich erweichten verdrillten Drahtes PVC-Harz zu einer Dicke von 0,2 mm extrudiert, zum Bedecken des Drahtes, und hierdurch wurde eine Isolationsbeschichtungsschicht gebildet.

Für die erhaltenen bedeckten elektrischen Drähte wurden die Klemm-Fixierfestigkeit (N) und die Schlagresistenzenergie (J/m) untersucht.

Bezüglich der Klemm-Fixierfestigkeit (N) wurde die Isolationsbeschichtungsschicht am Ende des bedeckten elektrischen Drahtes gestreift, unter Freilegung des verdrillten Drahtes. Bei dem freigelegten verdrillten Draht wurde ein Klemmbereich befestigt. Ein Zugfestigkeits-Testgerät für allgemeine Zwecke wurde verwendet, zum Messen einer maximalen Beladung (N), bei der der Klemmbereich nicht weggezogen wurde, wenn der Klemm bei 100 mm/min gezogen wurde, und diese maximale Beladung wurde als Klemm-Fixierfestigkeit (N) bewertet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 gezeigt.

Bezüglich der Schlagresistenz (J/m oder (N/m)/m) wurde ein Gewicht an das leitende Ende des bedeckten elektrischen Drahtes befestigt und das Gewicht wurde um 1 m angehoben und dann frei fallengelassen. Zu diesem Zeitpunkt wurde das maximale Gewicht (kg) des Gewichtes, bei der der bedeckte elektrische Draht nicht brach, gemessen. Dieses Gewicht wurde mit der Erdbeschleunigung (9,8 m/s2) und dem Fallabstand multipliziert, das Produkt wurde durch den Fallwiderstand dividiert und der bestimmte Quotient wurde als Schlagresistenz (J/m oder (N/m)/m) bewertet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 gezeigt.

Wie in Tabelle 3 gezeigt ist, haben die Proben 1 bis 14, die jeweils aus einer Kupferlegierung mit einer spezifischen Zusammensetzung erzeugt sind, eine Klemm-Fixierfestigkeit von 53 N oder mehr und eine Schlagresistenz von 7 J/m oder mehr. Es ist somit ersichtlich, daß sowohl die Klemm-Fixierfestigkeit als auch die Schlagresistenz ausgezeichnet sind. Es wird daher erwartet, daß dieser bedeckte elektrische Draht geeignet als elektrischer Draht für das Verlegen in einem Automobil oder dergleichen verwendet werden kann.

Darüber hinaus enthält eine Kupferlegierung in einem anderen Ausführungsbeispiel Fe in einem Gehalt von nicht weniger als 0,50 mass% und nicht mehr als 1,00 mass%, Ti in einem Gehalt von nicht weniger als 0,14 mass% und nicht mehr als 0,56 mass% und Mg in einem Gehalt von nicht weniger als 0,02 mass% und nicht mehr als 0,14 mass% enthält als Spurenkomponenten Si und Mn jeweils bei einem Gehalt von weniger als 10 mass-ppm und C bei einem Gehalt von nicht weniger als 30 mass-ppm und nicht mehr als 100 mass-ppm und enthält als Rest Cu und Verunreinigungen. Mit dieser Kupferlegierung kann eine Klemm-Fixierfestigkeit von 61 N oder mehr und eine Schlagresistenz von 8 J/m erhalten werden.

In der Kupferlegierung kann der Fe-Gehalt höher als der Ti-Gehalt sein. In der Kupferlegierung kann der Ti-Gehalt höher als der Mg-Gehalt sein. Das Massenverhältnis zwischen Fe und Ti (Fe/Ti) kann nicht weniger als 1,1 und nicht mehr als 5,1 sein. Die durchschnittliche Kristall-Korngröße der Kupferlegierung kann nicht weniger als 0,3 μm und nicht mehr als 0,8 μm sein. Der Sauerstoff-Gehalt in der Kupferlegierung kann nicht weniger als 2 mass-ppm und nicht mehr als 5 mass-ppm sein.

Industrielle Anwendbarkeit

Der Kupferlegierungsdraht dieser Erfindung und die Kupferlegierungslitze dieser Erfindung können geeignet als Leiter eines elektrischen Drahtes verwendet werden, der bei Anwendungen eingesetzt wird, bei denen leichtes Gewicht, hohe Festigkeit und hohe elektrische Leitfähigkeit ebenso wie ausgezeichnete Schlagresistenz und Biegeeigenschaft gewünscht sind. Die genannten Anwendungen können beispielsweise verschiedene elektrische Vorrichtungen sein, einschließlich Transportausrüstungen wie Automobil und Flugzeug und Steuerausrüstungen wie industrieller Roboter. Der bedeckte elektrische Draht dieser Erfindung und mit Klemme versehene elektrische Draht dieser Erfindung können geeignet in einer Routing-Struktur von elektrischen Vorrichtungen in verschiedenen Gebieten verwendet werden, bei denen die Gewichtsreduktion gewünscht ist, insbesondere bei einem Automobil, das eine weitere Gewichtsreduktion zur Verbesserung der Brennstoffökonomie erfordert.