CN104364852A - 绝缘电线 - Google Patents

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Abstract

一种用于生产包括绝缘电线的方法，该方法包括：第一步骤：将包含0.30wt％以上且0.39wt％以下的锡和不可避免的杂质的铜合金加工为具有0.21mm±0.008mm的直径的细线；第二步骤：使在第一步骤中得到的细线退火，从而将细线精制为具有10％以上且25％以下的延伸系数以及300MPa以上且400MPa以下的拉伸强度；和第三步骤：以15mm±6mm的绞合节距绞合已经经历了第二步骤的七个细线。

Description

绝缘电线
技术领域
本发明涉及一种绝缘电线。
背景技术
近来，已经提出了一种被称作为0.3sq电线的电线，该0.3sq电线具有大约0.3mm2的横截面积的导体。由于与普通电线相比，使该电线轻量化并且直径细，所以该电线用在复杂电路部分中或用作汽车线，以有助于实现燃油效率的提高(例如，参见专利文献1和专利文献2)。
这里，在这种电线中使用如下导体：其中薄铜合金通过细线加工(通过利用模具拉制的塑性加工)而经受加工硬化以促进强度提高。该薄铜合金是这样的合金：其中将合金元素在其固溶度极限内添加到铜。
另外，近年来，为了实现进一步的轻量化和细径化，已经提出了具有比0.3sq电线的导体的横截面积更小的横截面积的导体的0.22sq电线(参见专利文献2)。
引用列表
专利文献
专利文献1：JP-A-4-17214
专利文献2：JP-A-2008-16284
发明内容
技术问题
然而，当将薄铜合金用在0.22sq电线中时，通过细线加工之后的退火加工(利用热使金属软化的加工)，铜合金具有与退火铜一样的低强度，并且存在不满足电线所需的标准的问题。
具体地，根据标准，在端子冲压的早期阶段或者在预定温度下过去了预定时间之后，电线需要具有60N以上的端子固定力。然而，当导体的强度降低时，由于其特性而不能维持60N的端子固定力，并且不能满足标准。
解决问题的方案
做出了本发明以解决现有技术中的问题，并且本发明的目的是提供一种绝缘电线，该绝缘电线能够确保60N以上的端子固定力并且能够具有带有大约0.22mm2的截面积的导体。
一种根据本发明的用于生产绝缘电线的方法，包括：第一步骤：将包含0.30wt％以上且0.39wt％以下的锡和不可避免的杂质的铜合金加工成具有0.21mm±0.008mm的直径的细线；第二步骤：使在所述第一步骤中得到的所述细线退火，从而将所述细线精制为具有10％以上且25％以下的延伸系数以及300MPa以上且400MPa以下的拉伸强度；以及第三步骤：以15mm±6mm的绞合节距绞合已经经历了所述第二步骤的七个所述细线。
在根据本发明的用于生产绝缘电线的方法中，由于在第二步骤中将细线精制为具有300MPa以上的拉伸强度，所以能够确保60N以上的端子固定力。即，当拉伸强度小于300MPa时，导体的强度降低，并且因此，即使在将端子固定的情况下，也引起其固定强度的降低，使得不能维持60N的端子固定力。然而，通过在第二步骤中将电线精制为具有300MPa以上的拉伸强度，能够确保60N以上的端子固定力。
而且，由于在第二步骤中将电线精制为具有400MPa以下的拉伸强度，所以能够确保作为绝缘电线的质量。即，当拉伸强度超过400MPa时，不能再维持10％的延伸系数。因此，电线的弯曲性差，并且不能作为产品生产。然而，通过在第二步骤中将电线精制为具有400MPa以下的拉伸强度，能够确保10％以上的延伸系数，并且能够维持产品的质量。
使用包含0.30wt％以上的锡的铜合金的原因在于：当锡的含量小于0.30wt％时，不能确保300MPa的拉伸强度，并且不能维持60N的端子固定力。此外，使用包含0.39wt％以下的锡的铜合金的原因在于：当锡的含量大于0.39wt％时，导电率小于72％，并且导体阻抗超过95Ω/m，使得电线不能作为产品生产。
另外，优选地，根据本发明的方法还包括：第四步骤：利用具有170度的发烟温度的聚氯乙烯树脂组合物、以0.27mm以上且0.35mm以下的厚度绝缘覆盖通过所述第三步骤得到的绞合线，使所述绝缘电线具有1.2mm的最终外径。
根据用于生产绝缘电线的方法，将具有170度的发烟温度的聚氯乙烯树脂组合物必要地用作0.22sq电线的绝缘体，并且具有0.35mm以下的厚度。另外，当最终外径不是1.2mm时，不满足标准。基于这样的情况，当使绝缘体的厚度是0.27mm以上时，7.5A熔丝在绝缘体发烟之前熔断，并且能够防止由于电线自身的发烟而引起的恶化。
发明的有益效果
根据用于生产绝缘电线的方法，使导体的截面积是大约0.22mm2，并且能够确保60N以上的端子固定力。
附图说明
图1是示出根据本发明的实施例的电线的构造的截面图。
图2是示出锡的浓度与退火之后的单元线的拉伸强度之间的相互关系的曲线图。
图3是示出锡的浓度与退火之后的单元线的导电率之间的相互关系的曲线图。
图4是示出包含0.30wt％的锡的铜合金中的拉伸强度与退火温度及退火时间之间的相互关系的曲线图。
图5是示出在电流的流动期间在导体中流动的电流与直到绝缘层发烟为止的发烟时间之间的相互关系的曲线图。
图6是示出根据该实施例的绝缘电线的端子固定力的表格。
参考标记列表
1       绝缘电线
10      导体
11      电线
20      绝缘层
具体实施方式
在下文中，将参考附图描述本发明的优选实施例。图1是示出根据本发明的实施例的电线的构造的截面图。如图1所示，绝缘电线1包括导体10和覆盖该导体10的绝缘层20。
在该实施例中，导体10是七个单元线11绞合于其中的绞合线，并且具有大约0.22mm2的截面积。单元线11由包含锡的铜合金构成，并且形成为具有0.21mm的直径。该实施例中的单元线11是包含锡和不可避免的杂质的铜合金。
绝缘层20通过使导体10在其上以0.3mm的厚度绝缘覆盖有具有170度的发烟温度的聚氯乙烯树脂组合物而形成，以具有1.2mm的最终外径。
根据标准，在端子冲压的早期阶段或者在预定时间过去之后，绝缘电线1必须具有60N以上的端子固定力。从而，发明人已经发现：为了确保60N的端子固定力，单元线11可以具有300MPa以上的拉伸强度。
对于该实施例中的单元线11，采用了包含0.3wt％以上的锡和不可避免的杂质的铜合金。图2是示出锡的浓度与退火之后的单元线11的拉伸强度的相互关系的曲线图。图2所示的单元线11的直径是0.21mm。如图2所示，例如，当将锡添加到退火铜时，随着其添加量增加，存在退火之后的单元线11的拉伸强度增加的趋势。特别地，为了确保端子挤压之后的60N的端子固定力，退火之后的单元线11优选地具有300MPa以上的拉伸强度。由于该原因，需要使锡的浓度是0.30wt％以上。
图3是示出锡的浓度与退火之后的单元线11的导电率之间的相互关系的曲线图。如上所述，当锡的浓度增加时，存在在退火之后的单元线11的拉伸强度增大的趋势。然而，如图3所示，当锡的浓度增大时，存在单元线11的导电率减小的趋势。特别地，在将绝缘电线1用作产品的情况下，需要使其导电率是72％IACS以上。因此，如图3所示，需要使锡的浓度是0.39wt％以下。
由上可知，在该实施例中，单元线11可以包含0.30wt％以上且0.39wt％以下的锡。
此外，发明人已经发现：当退火之后的单元线11的拉伸强度不是400MPa以下时，产品的质量不令人满意。即，当拉伸强度超过400MPa时，不能再维持10％的延伸系数，并且因此，电线弯曲性差并且不能作为产品生产。
由上可知，将该实施例中的单元线11退火，使得退火之后的单元线11的拉伸强度是300MPa以上且400MPa以下。图4是示出在包含0.30wt％的锡的铜合金中，拉伸强度与退火温度及退火时间之间的相互关系的曲线图。具体地，为了使单元线具有300MPa以上且400MPa以下的拉伸强度，需要采用图4所示的退火温度和退火时间。
例如，当退火温度是400℃时，退火时间是300秒或600秒，并且不能在诸如180秒这样的短时间段期间进行退火。另外，当退火温度是450℃时，退火时间是从60秒到600秒，并且不能在诸如30秒这样的短时间段期间进行退火。此外，当退火温度是500℃时，退火温度是从30秒到180秒，并且不能在诸如300秒或600秒这样的长时间段期间进行退火。
接着，将描述用于生产根据该实施例的绝缘电线1的方法。首先，制备作为上述单元线11的基础的基线。该基线是包含0.30wt％以上且0.39wt％以下的锡和不可避免的杂质的铜合金。
接着，利用拉丝机使基线经受拉丝加工。因此，制成单元线11。此时，使单元线11经受细线加工，以具有0.21mm±0.008mm的直径(第一步骤)。
随后，使这样得到的单元线11退火。此时，通过调节退火温度和退火时间，使单元线11形成为具有300MPa以上且400MPa以下的拉伸强度(第二步骤)。因此，确保了60N以上的绝缘电线1的端子固定力，并且能够维持72％IACS的导电率。
另外，已知在单元线11的拉伸强度与延伸系数之间存在恒定的相互关系。即，当拉伸强度增大时，延伸系数减小，并且当拉伸强度减小时，延伸系数增大。于是，为了使单元线11具有300MPa以上且400MPa以下的拉伸强度，需要使延伸系数是10％以上且25％以下。
然后，利用绞线机由退火之后的单元线11生产绞合线(即，导体10)。此时，以15mm±6mm的绞合节距绞合七个单元线11(第三步骤)。因此，得到导体10。当单元线11具有0.21mm-0.008mm的直径时，导体10的横截面积是0.2243mm2。另外，当单元线11具有0.21mm+0.008mm的直径时，导体10的横截面积是0.2613mm2。即，实际横截面积比0.22mm2稍大。以作为标准的15mm±6mm的绞合节距绞合七个单元线11，并从而生产满足该实施例中的标准的电线。
接着，将使用挤压机通过绝缘层20覆盖导体10。此时，使导体经受在其上以0.27mm以上且0.35mm以下的厚度绝缘覆盖有具有170度的发烟温度的聚氯乙烯树脂组合物，以具有1.2mm的最终外径(第四步骤)。
图5是示出在电流的流动期间在导体10中流动的电流与直到绝缘层20发烟为止的发烟时间之间的相互关系的曲线图。在图5中，连同绝缘层20的各个厚度，示出了在7.5A熔丝中流动的电流与直到熔丝熔化为止的熔化时间之间的相互关系。
如图5所示，当绝缘层20的厚度是0.25mm时，在9.75A的电流流动的情况下，绝缘层20在大约100秒后发烟。相比之下，在9.75A的电流流动的情况下，7.5A熔丝在大约1000秒后熔化。由于该原因，当绝缘层20的厚度是0.25mm时，在9.75A的电流流动的情况下，绝缘层20在熔丝熔断之前发烟，并且熔丝不能充分工作，使得引起绝缘电线1的恶化。在上述描述中，已经描述了9.75A的电流。然而，当绝缘层20的厚度是0.25mm时，相对于大约小于10A的过量电流来说，绝缘层在熔丝熔断之前发烟。
相比之下，当绝缘层20的厚度是0.27mm以上时，无论任何电流，熔丝都在绝缘层发烟之前熔断。因此，绝缘层20的厚度需要是0.27mm以上。
由于使用了具有170度的发烟温度的聚氯乙烯树脂组合物，所以绝缘层20的厚度是0.35mm以下，并且使最终外径是标准中的1.2mm，制成满足该实施例中的标准的电线。
从而，生产了绝缘电线1。能够利用与现有技术中的电线(例如，退火铜线)一样的装备和步骤来生产绝缘电线1，并且能够在不设置特殊装备的情况下生产根据该实施例的绝缘电线。
图6是示出根据该实施例的绝缘电线1的端子固定力的图表。在图6所示的实例中，示出了通过使将0.3wt％的锡添加到退火铜的铜合金退火以具有303MPa的拉伸强度而得到的绝缘电线。另外，在图6中，还示出了退火铜线作为比较实例。考虑到电气特性，在如图6所示的实例中，由于以10％至40％的面积缩小率冲压端子，所以示出了在10％至40％的面积缩小率的范围内测量端子固定力的结果。
例如，如图6所示，在退火铜线的情况下，得出：刚好在端子A被型压之后的端子固定力是39.5至47.5N。相比之下，在根据该实施例的绝缘电线1中，得出：刚好在端子A被型压之后的端子固定力是60.5至76.6N。即，得出：能够确保60N的端子固定力。
而且，在长时间的使用之后(140度×120小时之后)，在退火铜线具有33.0至40.0N的端子固定力的同时，得出：根据该实施例的绝缘电线1具有63.1至74.6N的端子固定力。
以相同的方式，得出刚好在端子B被型压之后的退火铜线的端子固定力是52.1至58.2N。相比之下，在根据该实施例的绝缘电线1中，得出刚好在端子B被型压之后的端子固定力是67.86至74.70N。即，得出：能够确保60N的端子固定力。
而且，在长时间的使用之后(140度×120小时之后)，在退火铜线具有46.3至52.2N的端子固定力的同时，得出：根据该实施例的绝缘电线1具有72.98至77.42N的端子固定力。
此外，得出刚好在端子C被型压之后的退火铜线的端子固定力是56.4至59.2N。相比之下，在根据本实施例的绝缘电线1中，得出：刚好在端子C被型压之后的端子固定力是62.1至73.8N。即，得出：能够确保60N的端子固定力。
而且，在长时间的使用之后(140度×120小时之后)，在退火铜线具有52.0至56.2N的端子固定力的同时，得出：根据该实施例的绝缘电线1具有68.9至75.4N的端子固定力。
如上所述，在用于生产根据该实施例的绝缘电线1的方法中，由于将电线精制为具有300MPa以上的拉伸强度，所以能够确保60N以上的端子固定力。即，当拉伸强度小于300MPa时，导体10的强度减小，并且因此，在将端子固定的情况下，引起其固定强度的降低，使得不能维持60N的端子固定力。然而，通过在第二步骤中将电线精制为具有300MPa以上的拉伸强度，能够确保60N以上的端子固定力。
由于将电线精制为具有400MPa以下的拉伸强度，所以能够确保作为绝缘电线的质量。即，当拉伸强度超过400MPa时，不能再维持10％的延伸系数。因此，电线弯曲性差，并且不能作为产品生产。然而，通过在第二步骤中将电线精制为具有400MPa以下的拉伸强度，能够确保10％以上的延伸系数，并且能够维持产品的质量。
使用包含0.30wt％以上的锡的铜合金的原因在于：当锡的含量小于0.30wt％时，不能确保300MPa的拉伸强度，并且不能维持60N的端子固定力。此外，使用包含0.39wt％以下的锡的铜合金的原因在于：当锡的含量大于0.39wt％时，导电率小于72％，并且导体阻抗超过95Ω/m，使得电线不能作为产品生产。
而且，将具有170度的发烟温度的聚氯乙烯树脂组合物必要地用作用于0.22sq电线的绝缘体，并且具有0.35mm以下的厚度。另外，当最终外径不是1.2mm时，不满足标准。基于这样的情况，当使绝缘层20的厚度是0.27mm以上时，7.5A熔丝在绝缘层20发烟之前熔断，并且能够防止由于电线自身的发烟而引起的恶化。
已经基于实施例描述了本发明，但是本发明不限于该实施例，并且可以在不背离本发明的范围的情况下做出修改。
本申请基于2012年6月1日提交的日本专利申请No.2012-125939，该专利申请的内容通过引用并入此处。
工业实用性
根据用于生产绝缘电线的方法，使导体的横截面积是大约0.22mm2，并且能够确保60N以上的端子固定力。

Claims (2)

1.一种用于生产绝缘电线的方法，该方法包括：
第一步骤：将包含锡和不可避免的杂质的铜合金加工成具有0.21mm±0.008mm的直径的细线，所述锡为0.30wt％以上且0.39wt％以下；
第二步骤：使在所述第一步骤中得到的所述细线退火，从而将所述细线精制为具有10％以上且25％以下的延伸系数以及300MPa以上且400MPa以下的拉伸强度；以及
第三步骤：以15mm±6mm的绞合节距绞合已经经历了所述第二步骤的七个所述细线。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括：
第四步骤：利用具有170度的发烟温度的聚氯乙烯树脂组合物、以0.27mm以上且0.35mm以下的厚度绝缘覆盖通过所述第三步骤得到的绞合线，使所述绝缘电线具有1.2mm的最终外径。
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