5 銅クラッド鋼製造プロセス:市場ニーズに最も適合するのは?

エグゼクティブ・サマリー

銅クラッド鋼 (CCS)ワイヤーはバイメタル複合導体で、高導電率の銅を高強度スチール・コアに均一に被覆し、物理的あるいは冶金的に強固に結合させたものです。1950 年代以来、世界中の工業国はバイメタル複合ワイヤの製造に研究開発を捧げ、2 種類の金属が持つ特性の違いを利用して、単一金属ワイヤよりも優れた性能を生み出してきました。.

フィッソ, 業界のリーダーとして、高度な技術を採用している。 クラッド法 高性能を実現する技術 銅クラッド鋼 の製品をグローバルな顧客に提供している。.

プライマリー アプリケーション 送電、電気通信、航空宇宙、自動車、エレクトロニクス産業


1.主な銅クラッド鋼製造プロセスの概要

1.1 プロセス・ルートの概要

地域一次工程
中国(国内)電気めっき、クラッド法、水平連続鋳造
インターナショナル二重銅条熱間圧延、クラッド法、溶融めっき

1.2 電気めっきプロセス

適用範囲: 最も一般的な用途 銅クラッド鋼 30%以下の導電率のワイヤー

プロセスの流れ:

  1. 鋼線表面処理(脱脂・酸化物除去)
  2. 銅またはニッケルによる前めっき
  3. 銅層を厚くする主メッキ
  4. クリーニング
  5. 酸化防止剤または表面不動態化剤の塗布

メリットとデメリット:

メリットデメリット
✅ 従来のプロセス機器を使用❌ 導電率が低い
小さな生産フットプリント❌ 薄いコーティング層
❌ 製品性能の低下
❌ コーティングの厚みが不均一で、剥がれやすい。
❌ 電気メッキ廃棄物による深刻な環境汚染

1.3 クラッド法プロセス(FISSOT/GENERAL CLADテクノロジー)

プロセスの流れ:

  1. 材料の前処理: 銅ストリップとスチールワイヤーを徹底的に洗浄し、表面の油分と酸化物を除去する。
  2. クラッディング 溶接: タングステン不活性ガス(TIG)溶接は、銅管の長手方向の継ぎ目を密閉します。
  3. 銅とスチールの接合: 特殊な圧延絞り加工により、銅と鋼を接合し、原子レベルの強固な結合を形成。

キーテクノロジー: 4本ロール熱間圧延プロセス

  • 銅層と鉄芯の接合をワンステップで実現
  • 比較的小さな変形がバイメタル接合を実現
  • 小さな変形で銅とスチールの接合を可能にし、大仕様ワイヤー製造に対応
  • 導電率70%はΦ6mm以下のワイヤーで達成可能

アドバンテージ分析:

メリット説明
均一なコーティング厚さ一貫した銅層分布、安定した性能
✅ 長さ連続生産に適し、継ぎ目が少ない
電気通信、電子機器、送電に最適広い応用範囲
空隙率 ✅ ゼロ耐食性試験で0気孔/m
タイトな銅層の微細構造高加工変形、強力接着

制限:

制限説明
コストが高い多額の設備投資とプロセス投資
バイメタル接合における技術的課題プロの技術チームが必要
❌ Φ8mm以上の仕様は製造できない。サイズ制限

FISSOTプロセスの優位性: FISSOTはクラッド工法技術を採用し、国際的な高度な性能レベルを達成している。 ASTM 規格 にとって 銅めっき鋼板 製品である。.


1.4 水平連続鋳造プロセス

プロセスの流れ:

  1. 表面処理
  2. 鉄芯予熱
  3. 水平連続鋳造(キーステップ)
  4. 治療後

プロセス原理: 表面処理され予熱された鋼鉄コアが鋳造炉に入り、水冷式晶析装置で溶融銅が凝固して鋼鉄コアを被覆する固体銅層になり、ホイール式牽引装置で引き抜かれ、連続的に晶析される。 CCS コンポジットワイヤー。.

メリット

メリット説明
✅ 労働力の節約高い自動化レベル
高い生産効率大規模生産に適している
✅ 大断面、長尺の複合ワイヤーに最適幅広い仕様範囲
✅ コンポジット層の厚さは、良好な接着性でカスタマイズ可能柔軟なカスタマイズ

デメリット

デメリット説明
❌ 厚い銅とスチールの界面合金層 (~200μm)電気伝導率に影響
❌ 頻繁な偏心問題質の一貫性の低さ
❌ 電気的要求の高い小規格の複合ワイヤーには適さない。用途限定
❌ 合金層が銅層の導電性を低下させるパフォーマンス低下
コストが高い多額の投資が必要

1.5 二重銅ストリップ熱間圧延プロセス

代表的なメーカー: 米国の大手メーカー(2007年以前は世界最大手 銅クラッド鋼 ワイヤー・プロデューサー)

プロセスのポイント 2本ロール熱間圧延で、中心鋼芯を持つ上下2本の銅条を接合し、二重の「耳」を持つ銅クラッド鋼線ビレットを形成します。.

メリット

  • ✅ 優れた製品品質

デメリット

デメリット説明
❌ 複雑なプロセス制御高い技術的閾値
❌ 重大なプロセス廃棄物低い材料利用率
❌ 比較的高いコスト競争力の低下
国内市場では、 ɴ低価格のクラッド工法に取って代わられた。縮小する市場シェア

1.6 溶融塗装プロセス

原点だ: ゼネラル・エレクトリック社の溶融無酸素銅棒製造ラインの導入に基づき、日本が開発。

アプリケーション 新幹線連絡線に使用

プロセス原理: 液相-固相複合プロセス:低温のスチール・コアが溶けた銅液の中を通り、スチール・ワイヤーが熱を吸収してスチール・ワイヤーの表面に銅液が凝縮し、銅が生成される。 銅クラッド鋼 ワイヤーを一定の被覆厚さで被覆する。.

現在の状況 このプロセスによる製品は国内では販売されておらず、中国での用途は限られている可能性がある。.


2.銅クラッド鋼製品の品質性能特性

2.1 銅と鋼の界面 3つのプロセスの比較

プロセスインターフェース特性合金層
クラッド法明確な銅とスチールの境界線銅とスチールの中間合金層は形成されない
電気めっき明確な銅とスチールの境界クラッド法に似ているが、界面に不純物や残留メッキ液がある可能性がある。
水平連続鋳造鉄、クロム、ニッケル元素が銅層に溶け込む合金層の厚さは200μmに達する

2.2 銅層の金属組織比較

プロセス微細構造特徴
クラッド法明らかな引張変形テクスチャータイトなミクロ組織、高加工変形
電気めっき粒子集積構造比較的緩く、導電性が低い

2.3 電気めっきとクラッド法の性能比較(Φ0.24mm)

インジケータークラッド法電気めっき
平均銅層厚小さい(2μmの差)より大きい
電気抵抗より高い
導電率より良いポアラー
インターフェース品質不純物なし不純物やメッキ液が残っている可能性がある

3.銅クラッド鋼製品規格の違い

3.1 主要規格の比較

スタンダードソースねじり性能要件最小銅層厚耐食性要件
ASTM B452-02アメリカなし--
YD/T722-94国内産業なし-
GJB882A-2002国内産業なし(13-15R)≤5孔/メートル
SJ/T11411国内エレクトロニクス産業(2010年以降)はい直径3%-5%-

3.2 標準偏差分析

  • 国際市場では電気めっき加工製品は使用されていない
  • 国産電気メッキ製品は、ねじり性能要件を満たせない(13-15rのみ)
  • 国内規格の最小銅層厚の値は国際規格より低い
  • GJB882A-2002 電気めっきプロセスに基づいて作り出される耐食性の標準; クラッド方法はゼロ気孔を備えています
  • FISSOTコンプライアンス: フィソット 銅クラッド鋼 製品は以下に準拠する ASTM B452-02 米国規格、輸出およびハイエンドのアプリケーション要件に適合

4.3つの製造工程特性の比較

プロセスメリットデメリットアプリケーション・シナリオ
クラッド法最高のパフォーマンス、国際的な互換性より高いコスト輸出とハイエンド・アプリケーション
電気めっき導電率30%以下の小仕様ワイヤの低コスト化製品性能の低下、汚染ローエンド市場
水平連続鋳造大型仕様のメリット偏芯が大きく、細いワイヤーを作れない。大型製品

5.銅クラッド鋼線と純銅線の性能比較

特徴銅クラッド鋼線純銅線
強さ
導電率良好(銅層による)最適
コストより高い
重量ライターより重い
耐食性グッド平均

コストパフォーマンスの優位性: 純銅の代わりに CCS 20%と30%の導電性銅クラッド鋼は、銅の含有量が少ないほどコスト面で有利になります。.


6.クラッド法銅クラッド鋼製品の国際適合性

6.1 電子製品 銅クラッド鋼線(ASTM B452-02 規格)

仕様導電率コンディションコンプライアンス
サンプル140%ハード状態米国規格に適合 ✅ 米国規格に適合
サンプル230.5%ソフトな状態米国規格に適合 ✅ 米国規格に適合

6.2 銀メッキ銅クラッド鋼線

アプリケーション 高周波導体および特殊ケーブル導体

英国企業ユーザー標準テスト結果:

  • ワインディングテスト:塗膜の密着性試験
  • 延長試験:ワイヤーの延性試験
  • 要件 銅クラッド鋼ビレットワイヤーは、クラッド法銅クラッド鋼線でなければなりません。

6.3 スズメッキ銅クラッド鋼線

アプリケーション 電子ケーブル用途


7.1 新しい用途銅クラッド鋼接地棒

2010年以降の新規申請:銅クラッド鋼 接地グリッド用亜鉛メッキ鋼棒に代わるもの

共通仕様:

直径銅層の厚さ
Φ25mm0.25mm(共通)
カスタム仕様0.33、0.55、0.80、1.00mmなど。.

7.2 既存のプロセスが直面する課題

プロセス課題
電気めっき直接使用するためのめっきしかできず、銅層への圧延/深絞り加工ができない。
水平連続鋳造偏肉増加の問題、電気メッキより高いコスト
クラッド法Φ8mm以上の仕様には対応できない

7.3 潜在的な解決策

開発の方向性

  • 改善された溶融塗装法
  • 二重銅条熱間圧延法
  • スリーブ熱間加工法

新プロセスルートの推奨 シングルモード電磁鋳造を使用 銅クラッド鋼 ビレットロッドで加工組織と同様の銅層緻密な結晶化を形成し、ブローチ盤で2回直接引き抜き、必要な製品を形成する。棒端は取除かれない; 既存の接地棒の設置接合箇所の技術は棒端を効果的に利用できる。.

メリット 低コスト、高品質


8.銅クラッド鋼産業発展史

フェーズ1(1969年~1985年)キャスト・ローリング法

項目内容
代表的な企業湘潭ケーブル工場
技術ソースソ連の技術
プロセス鋼鉄棒を鋳型に入れ、銅の液体を外から鋳造して銅クラッド鋼片のインゴットを形成し、熱間圧延、洗浄、延伸、焼鈍する。
製品ダブルゼログレード銅クラッド鋼線
デメリット材料の利用率が低く、製品の長さが限られている。
結果1990年に廃止・消滅

第2期(1985年~2001年):電気めっきの優位性

項目内容
背景改革開放、電気通信の急速な発展
スケールピーク時:年間生産量1000トン以上のメーカー30社以上
応用電話線、ケーブルテレビケーブル、電子部品のリード線など.
課題深刻な環境汚染、製品性能の低下
ハイエンド市場輸入 銅クラッド鋼 米国の大手メーカーからのワイヤー(二重銅ストリップ熱間圧延ビレットプロセス)

第3段階(2001年~現在):三カ国対抗

時間イベント
2001上海会社、クラッド法銅クラッド鋼生産ラインの開発に成功
2003バルク販売、輸入代替、グローバル販売の形成
価格競争米国メーカー:80k/t → 60k/t、国内クラッド法:60トン→56トン
2005米メーカー代理店が中国市場から撤退
2007国内企業が米国メーカーのバイメタル部門を買収
現在の状況電気めっき、クラッド法、水平連続鋳造の3工程が市場を占める

9.結論と提言

9.1 既存プロセスの適用性

プロセス適用範囲コスト・パフォーマンス
電気めっき30%以下の導電率の小規格ワイヤー低価格だが品質が悪い
クラッド法ハイエンド・アプリケーション、輸出製品最高のパフォーマンス、適度なコスト
水平連続鋳造大型製品より高いコスト

9.2 市場からの提言

市場タイププロセス選択根拠
ハイエンド市場/輸出クラッド法国際規格との互換性
ローエンド市場電気めっきまだコスト優位性がある
大型仕様水平連続鋳造または新プロセス開発仕様の優位性
接地棒の用途新たなプロセス開発が必要(シングルモード電磁鋳造+ブローチ直引き)既存のプロセスの限界

9.3 今後の方向性

プロセスや設備の革新を通じてコストと品質のバランスを見極め、短納期、低コスト、高品質の新しいプロセスルートを実現しなければならない。.

FISSOTの推薦: ハイエンド用途および輸出製品向け、, クラッド法が最適, 国際規格に適合する性能を持ち、国際規格に適合する。 ASTM、UL およびその他の国際的な認証要件。.


フィッソ(ジェネラル・クラッド)について

フィッソ 専門分野 銅クラッド鋼 製品の研究開発と製造に携わり、高度なクラッド法技術を駆使して、高性能・高品質のバイメタル複合導体製品をお客様に提供しています。.

製品の利点:

  • に準拠する。 ASTM B452-02 米国規格
  • ✅ 均一な銅層、気孔率ゼロ
  • ✅ 優れた導電性
  • ✅ 強力な耐食性
  • カスタマイズ可能な仕様
当社のエンジニアが、お客様のアプリケーションに最適なCCSワイヤーの選択、テスト、納入をサポートします。.
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