CN107614716A - 铝合金导电线、使用铝合金导电线的电线以及线束 - Google Patents

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Abstract

本发明提供铝合金导电线、使用铝合金导电线的电线以及线束。公开了如下铝合金导电线，含有0.15质量％以上0.25质量％以下的Si、0.6质量％以上0.9质量％以下的Fe、0.05质量％以上0.15质量％以下的Cu、0.3质量％以上0.55质量％以下的Mg，合计0.015质量％以下的Ti、V及B，抗拉强度为170MPa以下，平均晶粒直径为5μm以下。

Description

铝合金导电线、使用铝合金导电线的电线以及线束
技术领域
本发明涉及铝合金导电线、使用铝合金导电线的电线以及线束。
背景技术
近年来，针对在像汽车的车门那样实施开关的部分、汽车的发动机周边部件等使用的线束的电线，取代铜线而使用铝合金导电线作为导电线。
作为这样的铝合金导电线，已知有例如包含Mg、Si以及从Cu、Fe、Cr、Mn、Zr中选出的至少一种元素并且抗拉强度为150MPa以上且最大晶粒径为50μm以下的铝合金导电线(例如参见下述专利文献1)。
专利文献1：日本特开2012-229485号公报
但是，上述专利文献1中记载的铝合金导电线，在耐热试验后强度降低，在耐热性方面尚有改善的余地。
发明内容
本发明鉴于上述事情而产生，目的在于提供具有优异的耐热性的铝合金导电线、使用铝合金导电线的电线以及线束。
本发明者为解决上述课题而进行了深入研究。其结果是，本发明者发现使用将Si、Fe、Cu以及Mg的含有率设定为特定范围且将Ti、V及B的合计含有率设定为特定值以下并且将抗拉强度和平均晶粒直径设定为特定值以下的铝合金导电线能够解决上述课题。
即，本发明的铝合金导电线中，含有0.15质量％以上0.25质量％以下的Si、0.6质量％以上0.9质量％以下的Fe、0.05质量％以上0.15质量％以下的Cu、0.3质量％以上0.55质量％以下的Mg、合计0.015质量％以下的Ti、V及B，并且抗拉强度为170MPa以下、平均晶粒直径为5μm以下。
本发明的铝合金导电线能够具有优异的耐热性。
在上述铝合金导电线中，优选Ti、V及B的合计含有率大于0质量％。
在上述铝合金导电线中，Ti、V及B的合计含有率可以是0质量％。
在上述铝合金导电线中，优选抗拉强度为130MPa以上165MPa以下。
在上述铝合金导电线中，优选抗拉强度为130MPa以上165MPa以下且平均晶粒直径为3μm以下。
在该情况下，能够更加充分地抑制在将铝合金导电线加热到高温后其抗拉强度变得过大。
另外，本发明是具有上述铝合金导电线的电线。
根据该电线，由于铝合金导电线能够具有优异的耐热性，因此该电线能够具有优异的耐热性。
进而，本发明是具备多根上述电线的线束。
由于电线能够具有优异的耐热性，因此该线束能够具有优异的耐热性。
此外，在本发明中，“平均晶粒直径”是指在沿与长边方向正交的方向切断本发明的铝合金导电线，并在使用了聚焦离子束(Focused Ion Beam：FIB)的扫描离子显微镜(Scanning Ion Microscope：SIM)下观察此时待观察的截面，在此时所观察的SIM像上划出相互平行的10条直线，并测定出各直线所横穿的晶粒的数量的情况下，基于下式计算出的平均晶粒直径。
平均晶粒直径＝10×L/N
(上式中，L表示横穿晶粒的直线的长度，N表示所有直线所横穿的晶粒的总数)
另外，在本发明中，“抗拉强度”是指通过依据JIS C3002实施的拉伸试验而测定的抗拉强度。
根据本发明，提供具有优异的耐热性的铝合金导电线、使用铝合金导电线的电线以及线束。
附图说明
图1是示出本发明的铝合金导电线的一个实施方式的剖视图。
图2是示出本发明的电线的一个实施方式的剖视图。
图3是示出本发明的线束的一个实施方式的剖视图。
具体实施方式
下面，参照图1说明本发明的铝合金导电线的实施方式。图1是示出本发明的铝合金导电线的一个实施方式的剖视图。
＜铝合金导电线＞
如图1所示，铝合金导电线10含有0.15质量％以上0.25质量％以下的Si(硅)、0.6质量％以上0.9质量％以下的Fe(铁)、0.05质量％以上0.15质量％以下的Cu(铜)、0.3质量％以上0.55质量％以下的Mg(镁)、合计0.015质量％以下的Ti(钛)、V(钒)及B(硼)，且抗拉强度为170MPa以下，平均晶粒直径为5μm以下。这里，Si、Fe、Cu及Mg的含有率以及Ti、V及B的合计含有率以铝合金导电线10的质量为基准(100质量％)。
铝合金导电线10含有0.15质量％以上0.25质量％以下的Si。之所以将Si的含有率设为0.15质量％以上0.25质量％以下，是由于与Si的含有率小于0.15质量％的情况相比，能够兼得抗拉强度和伸长率，与Si的含有率大于0.25质量％的情况相比，铝合金导电线10的导电性优异。Si的含有率优选为0.16质量％以上0.22质量％以下。
铝合金导电线10含有0.6质量％以上0.9质量％以下的Fe。之所以将Fe的含有率设为0.6质量％以上0.9质量％，是由于与Fe的含有率小于0.6质量％的情况相比，能够兼得抗拉强度和伸长率，与Fe的含有率大于0.9质量％的情况相比，铝合金导电线10的导电性优异。Fe的含有率优选为0.68质量％以上0.82质量％以下。
铝合金导电线10含有0.05质量％以上0.15质量％以下的Cu。之所以将Cu的含有率设为0.05质量％以上0.15质量％以下，是由于与Cu的含有率小于0.05质量％的情况相比，能够兼得抗拉强度和伸长率，与Cu的含有率大于0.15质量％的情况相比，铝合金导电线10的导电性优异。Cu的含有率优选为0.06质量％以上0.12质量％以下。
铝合金导电线10含有0.3质量％以上0.55质量％以下的Mg。之所以将Mg的含有率设为0.3质量％以上0.55质量％以下，是由于与Mg的含有率小于0.3质量％的情况相比，能够兼得抗拉强度和伸长率，与Mg的含有率大于0.55质量的情况相比，铝合金导电线10的导电性优异。Mg的含有率优选为0.31质量％以上0.52质量％以下。
另外，在铝合金导电线10中，Ti、V及B的合计含有率为0.015质量％以下。之所以将Ti、V及B的合计含有率设为0.015质量％以下，是由于与使Ti、V及B的合计含有率大于0.015质量％的情况相比，铝合金导电线10的导电性更加优异。Ti、V及B的合计含有率优选为0.011质量％以下。此外，Ti、V及B的合计含有率只要在0.015质量％以下即可。因此，Ti、V及B的合计含有率既可以为0质量％，也可以大于0质量％。其中，Ti、V及B的合计含有率优选大于0质量％。
Ti、V及B的合计含有率为0质量％意味着Ti、V及B的含有率都为0质量％。另外，在Ti、V及B的合计含有率大于0质量％的情况下，可以是Ti、V及B中仅Ti的含有率为0质量％，可以是仅V的含有率为0质量％，也可以是仅B的含有率为0质量％。
并且，在铝合金导电线10中，抗拉强度为170MPa以下。在该情况下，与抗拉强度超过170MPa的情况相比，能够获得更加优异的耐热性。抗拉强度优选为130MPa以上165MPa以下，更加优选为135MPa以上160MPa以下。
进而，另外，在铝合金导电线10中，平均晶粒直径为5μm以下。在该情况下，与平均晶粒直径超过5μm的情况相比，能够获得更加优异的耐热性。平均晶粒直径优选为3μm以下，更加优选为2.5μm以下。其中，平均晶粒直径优选为0.5μm以上，更加优选为1μm以上。在该情况下，铝合金导电线10的伸长率呈现变得更大的趋势。
在铝合金导电线10中，在抗拉强度为130MPa以上165MPa以下的情况下，平均晶粒直径优选为3μm以下。在该情况下，能够更加充分地抑制在将铝合金导电线10加热到高温后其抗拉强度变得过大。
这里，平均晶粒直径更加优选为2.5μm以下。其中，平均晶粒直径优选为0.5μm以上，更加优选为1μm以上。在该情况下，铝合金导电线10的伸长率呈现变得更大的趋势。
此外，铝合金导电线10的线径并不特别限定，但例如为0.14～0.45mm。
＜铝合金导电线的制造方法＞
接下来，说明铝合金导电线10的制造方法。
铝合金导电线10能够使用如下制造方法获得，该制造方法包括形成由含有0.15质量％以上0.25质量％以下的Si、0.6质量％以上0.9质量％以下的Fe、0.05质量％以上0.15质量％以下的Cu、0.3质量％以上0.55质量％以下的Mg以及合计0.015质量％以下的Ti、V及B的铝合金构成的粗拉线材的粗拉线材形成步骤和通过对该粗拉线材实施包括热处理工序和拉丝工序的处理工序来获得铝合金导电线10的处理步骤。
接下来，详细说明上述粗拉线材形成步骤和处理步骤。
[粗拉线材形成步骤]
粗拉线材形成步骤是形成由上述铝合金构成的粗拉线材的工序。
上述粗拉线材例如能够通过对由上述铝合金构成的熔融金属实施连续铸造轧制、铸造坯料后的热挤压等而获得。
[处理步骤]
处理步骤是通过对粗拉线材实施上述处理工序而获得铝合金导电线10的步骤。
(处理工序)
处理工序是包括拉丝工序和热处理工序的工序。
处理工序只要包括拉丝工序和热处理工序即可。作为处理工序的顺序的具体方式，例如可以举出以下的(1)～(5)的方式。这里，从左向右依次执行各工序。
(1)热处理工序→拉丝工序→热处理工序
(2)热处理工序→拉丝工序→热处理工序→拉丝工序→热处理工序(3)热处理工序→拉丝工序→热处理工序→拉丝工序→热处理工序→拉丝工序→热处理工序→拉丝工序→热处理工序
(4)拉丝工序→热处理工序→拉丝工序→热处理工序
(5)拉丝工序→热处理工序→拉丝工序→热处理工序→拉丝工序→热处理工序
其中，处理工序的顺序并不局限于上述方式。例如还可以在上述的具体方式中分别进一步实施拉丝工序。在该情况下，需要在拉丝工序之后实施热处理工序。
拉丝工序是使粗拉线材、将粗拉线材拉丝而获得的拉丝材料或者将拉丝材料进一步拉丝而获得的拉丝材料(以下，将“粗拉线材”、“拉丝材料”以及将“拉丝材料进一步拉丝而获得的拉丝材料”称为“线材”)等的直径减小的工序。拉丝工序可以是热拉丝，也可以是冷拉丝，但通常为冷拉丝。
另外，在成为拉丝工序的对象的线材的直径较大的情况下(例如为3mm以上的情况下)，在拉丝工序中，为了去除因拉丝而产生的变形，优选从中途实施热处理。
热处理工序是对线材进行热处理的工序。特别是，在拉丝工序之后实施的热处理工序是为了去除在拉丝工序中在线材中产生的变形而实施的。
为了将抗拉强度设为170MPa以下并且将平均晶粒直径设为5μm以下，热处理工序中的热处理温度通常只要设定为350℃以下即可，热处理工序中的热处理时间通常只要设定为1分钟～18小时即可。
特别是在热处理工序中最后实施的热处理工序(以下称“最终热处理工序”)中，优选在300℃以下对线材实施热处理。在该情况下，与热处理温度超过300℃的情况相比，能够获得平均晶粒直径小的线材。其中，出于更充分地降低强度的考虑，线材在最终热处理工序中的热处理温度优选为200℃以上。
最终热处理工序中的热处理时间优选为1小时以上。在该情况下，与实施不足1小时的对拉丝材料的热处理的情况相比，能够遍布全长地获得更加均质的线材。其中，热处理时间优选为12小时以下。
此外，在铝合金中，Ti、V及B的合计含有率只要为0.015质量％以下即可。因此，Ti、V及B的合计含有率可以为0质量％也可以大于0质量％。其中，优选Ti、V及B的合计含有率大于0质量％。在该情况下，在粗拉线材不易产生裂纹。另外，在拉丝工序中不易产生线材的断线。
＜电线＞
接下来，参照图2说明本发明的电线。图2是示出本发明的电线的一个实施方式的剖视图。
如图2所示，电线20具有上述的铝合金导电线10。
因为铝合金导电线10能够具有优异的耐热性，因此该电线20能够具有优异的耐热性。
电线20通常还具有包覆上述铝合金导电线10的包覆层11。包覆层11例如由在聚氯乙烯树脂、聚烯烃树脂中添加阻燃剂等而成的阻燃性树脂组成物等构成。
＜线束＞
接下来，参照图3说明本发明的线束。图3是示出本发明的线束的一个实施方式的剖视图。
如图3所示，线束30具备多根上述电线20。
因为电线20能够具有优异的耐热性，因此该线束30能够具有优异的耐热性。
线束30通常还具有用于集束上述电线20的带31。带31能够由与包覆层11相同的材料等构成。此外，也能够取代带31而使用管。
实施例
下面，例举实施例和比较例更加具体地说明本发明的内容，但本发明并不局限于以下实施例。
(实施例1～28和比较例1～23)
以达到表1或者表3所示的含有率(单位为质量％)的方式将Si、Fe、Cu、Mg、Ti、V及B与铝一起熔解，使用普罗珀泽铝线连续铸造轧制法实施连续铸造轧制，而获得了线径9.5mm的粗拉线材。使用下述的A～D的4种处理工序对如此得到的粗拉线材进行处理，由此得到了铝合金导电线。
A：300℃×1小时的热处理→拉丝至线径3.2mm→270℃×8小时的热处理→拉丝至表2或者表4所示的最终线径→在表2或者表4所示的最终热处理的温度和时间下进行热处理
B：270℃×8小时的热处理→拉丝至线径3.2mm→270℃×8小时的热处理→拉丝至线径1.2mm→270℃×8小时的热处理→拉丝至表2或者表4所示的最终线径→在表2或者表4所示的最终热处理的温度和时间下进行热处理
C：300℃×1小时的热处理→拉丝至表2或者表4所示的最终线径→在表2或者表4所示的最终热处理的温度和时间下进行热处理
D：拉丝至线径3.2mm→300℃×10小时的热处理→拉丝至线径1.2mm→310℃×10小时的热处理→拉丝至表2或者表4所示的最终线径→在表2或者表4所示的最终热处理的温度和时间下进行热处理
沿与其长边方向正交的方向将如此得到的实施例1～28和比较例1～23的铝合金导电线切断，在使用了FIB的SIM下观察此时待观察的截面，并在此时所观察的SIM像上划出相互平行的10条直线，测定出各直线所横穿的晶粒的数量。进而，基于下式计算出平均晶粒直径。
平均晶粒直径＝10×L/N
(上式中，L表示横穿晶粒的直线的长度，N表示所有直线所横穿的晶粒的总数)结果示出于表2和表4。
另外，对如上所述得到的铝合金导电线实施了依据JIS C3002的拉伸试验，并测定出抗拉强度。结果示出于表2和表4。
(耐热性)
对如上所述得到的实施例1～28和比较例1～23的铝合金导电线实施了耐热试验。通过将上述铝合金导电线在150℃下保持1000小时来实施了耐热试验。进而，对耐热试验后的铝合金导电线实施了依据JIS C3002的拉伸试验，并测定出抗拉强度。而且，基于耐热试验前后的抗拉强度和下式计算出耐热试验后的抗拉强度相对于耐热试验前的抗拉强度的残留率。结果示出于表2和表4。
残留率(％)＝100×耐热试验后的抗拉强度/耐热试验前的抗拉强度
此外，在表2和表4中，残留率为95％以上者视为具有优异的耐热性而设定为合格，标记为“○”。另外，残留率小于95％者视为耐热性差而设定为不合格，在表2和表4中标记为“×”。表1
表2
表3
表4
由表2所示的结果可知，实施例1～28的铝合金导电线的残留率全部为95％以上，在耐热性方面，满足合规标准。另一方面，由表4所示的结果可知，比较例1～23的铝合金导电线的残留率小于95％，在耐热性方面，不满足合规标准。
综上所述，根据本发明的铝合金导电线，确认出其具有优异的耐热性。
附图标记说明
10…铝合金导电线；20…电线；30…线束。

Claims (7)

1.一种铝合金导电线，其中，
含有0.15质量％以上且0.25质量％以下的Si、0.6质量％以上且0.9质量％以下的Fe、0.05质量％以上且0.15质量％以下的Cu、0.3质量％以上且0.55质量％以下的Mg、合计0.015质量％以下的Ti、V及B，
抗拉强度为170MPa以下，
平均晶粒直径为5μm以下。
2.根据权利要求1所述的铝合金导电线，其中，
Ti、V及B的合计含有率大于0质量％。
3.根据权利要求1所述的铝合金导电线，其中，
Ti、V及B的合计含有率为0质量％。
4.根据权利要求1所述的铝合金导电线，其中，
抗拉强度为130MPa以上且165MPa以下。
5.根据权利要求4所述的铝合金导电线，其中，
抗拉强度为130MPa以上且165MPa以下，并且平均晶粒直径为3μm以下。
6.一种电线，其中，
具有权利要求1～5中任一项所述的铝合金导电线。
7.一种线束，其中，
具备多根权利要求6所述的电线。
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