CN107978382A - 铝线以及使用该铝线的铝电线和线束 - Google Patents
铝线以及使用该铝线的铝电线和线束 Download PDFInfo
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Abstract
一种铝线(10),其成分包含从一个组中选择的至少一种元素,所述组由0~2.0质量%的Fe、0~1.0质量%的Mg、0~0.5质量%的Zr、0~1.2质量%的Si、和0~0.3质量%的Ni构成,其余为铝和不可避免的杂质。在与铝线的长度方向(11)垂直的截面(15)中,长度方向与晶体的<111>方向之间的角度(14)是10°以下的成分晶体的面积相对于截面的总面积的比例是50%以上,并且长度方向与晶体的<111>方向之间的角度(14)是20°以下的成分晶体的面积相对于截面的总面积的比例是85%以上。通过采用该类型的结构,能够提高铝线的强度和伸长率。
Description
技术领域
本发明涉及一种铝线,并且涉及使用该铝线的铝电线和线束。具体地,本发明涉及一种具有优异的强度和伸长率性能的铝线,并且涉及使用该铝线的铝电线和线束。
背景技术
近年来,随着对汽车的轻量化的要求增长,车辆中的铝电线的安装变得越来越普遍。为了实现车辆中的这种类型的安装的进一步扩大,要求这些铝电线在维持高水平的导电率的同时具有优异的强度和伸长率。此外,近年来,在汽车的内部,包含铝电线的布设部位持续增加,并且因为由铝电线形成的配线的比例持续增大,所以存在对铝电线的直径减小和重量减轻的增强的需求。
当铝电线的直径减小时,电线的负载电阻减小。然而,在线束的制造步骤或组装步骤中,电线末端的端子接合部和电线自身经受冲击,并且电线材料必须具有足够高水平的强度和伸长率以承受这些冲击。
为了满足这些类型的要求,传统地,已经将规定量的其它元素添加到铝。例如,JP2015-124409 A公开了一种铝合金线材,该铝合金线材包含规定量的Si、Mg、Cu和Zn,其余部分是Al和不可避免的杂质。该文献还公开了:在550℃的固溶热处理而后170℃×8小时的时效处理之后的拉伸强度是400MPa以上,并且当在时效处理之后进行150℃×1000小时的耐热试验时,拉伸强度仍在370MPa以上。此外,文献还公开了:铝合金线材在截面中的X射线衍射的(111)平面中具有0.5以上的方向度。
此外,JP 2016-108612 A公开了一种铝合金线材,该铝合金线材具有包含规定量的Mg、Si、Fe、Ti、B、Cu、Ag、Au、Mn、Cr、Zr、Hf、V、Sc、Sn、Co和Ni的成分,其余部分是Al和不可避免的杂质。此外,该文献还公开了:其中铝合金线材的长度方向与晶体的<111>方向之间的角度是20°以下的那些区域的面积的比例超过65%,并且铝合金线材中的Mg-Si系化合物的分散密度不大于3×10-3粒子数/μm2。
发明内容
然而,在JP 2015-124409 A和JP 2016-108612 A中,虽然通过适当地选择添加元素并且使添加元素合金化而提高了铝电线的强度,但是出现了伸长率恶化的缺点。
已经鉴于以上与传统技术相关的问题而做出了本发明。本发明的目的是提供具有提高的强度和伸长率的铝线,并且提供使用该铝线的铝电线和线束。
根据本发明的第一方面的铝线的成分包含从一个组中选择的至少一种元素,所述组由0~2.0质量%的Fe、0~1.0质量%的Mg、0~0.5质量%的Zr、0~1.2质量%的Si、和0~0.3质量%的Ni构成,其余为铝和不可避免的杂质。在与所述铝线的长度方向垂直的截面中,所述长度方向与晶体的<111>方向之间的角度是10°以下的成分晶体的面积相对于所述截面的总面积的比例是50%以上,并且所述长度方向与所述晶体的<111>方向之间的角度是20°以下的成分晶体的面积相对于所述截面的总面积的比例是85%以上。
根据本发明的第二方面的铝线涉及根据第一方面的铝线,其中,0.2%屈服应力是30MPa以上,伸长率是10%以上,并且导电率是50%IACS以上。
根据本发明的第三方面的铝电线包括根据第一或第二方面的铝线以及包覆所述铝线的外周的绝缘体层。
根据本发明的第四方面的线束包括根据第三方面的铝电线。
本发明能够提供具有提高的强度和伸长率的铝线以及使用该铝线的铝电线和线束。
附图说明
图1是图示出根据本发明的实施例的铝线的一个实例的示意性截面图。
图2是说明在铝线的长度方向与构成铝线的铝的晶体的<111>方向之间形成的角度的示意图。
图3A是说明利用多个模具减小铝线的直径的过程的示意图。
图3B是说明铝线在直径减小之后的加热的示意图。
图4是图示出根据本发明的实施例的铝电线的一个实例的示意性截面图。
图5是图示出根据本发明的实施例的电缆的一个实例的示意性截面图。
图6是示出使用电子背散射衍射法(EBSD)测量实例2中的铝线的截面内的金属结构的取向指数的结果的图。
参考标记列表
10:铝线
11:长度方向
12:晶体
13:晶体的<111>方向
14:角度
15:截面
40:铝电线
41:绝缘体层
具体实施方式
为了说明,在下面的详细描述中,为了提供公开的实施例的彻底理解而陈述了许多具体的细节。然而,明显地,可以在没有这些特定细节的情况下实施一个以上的实施例。在其它情况下,为了简化附图而示意性地示出了公知的结构和装置。
下面将参考附图描述本发明的实施例。需要注意的是:利用相同或相似的参考标记表示所有附图中的相同或相似的部分和部件,并且将省略或简化这样的部分和部件的描述。另外,需要注意的是:附图是示意性的,并且因此,与实际不同。
[铝线]
通常地,通过使用固溶热处理和时效处理以在维持一致性的同时在合金基体中析出微细颗粒,而强化热处理系(析出系)的合金。这里,微观级别的合金强化是指通过将析出物分散在合金内而增加对位错运动的屏障,并且该强化的缺点是伴随延展性的恶化。因此,只要通过析出强化来寻求材料强化,则必须很大程度上牺牲在通过时效处理而产生析出物之前的延展性。因此,如何在将合金的延展性的任意恶化抑制到最小的同时实现强化是相当大的挑战。
根据该实施例的铝线结合了高水平的强度和伸长率,其通过使线材经受一系列的热机械处理过程以控制晶体取向而实现。如图1所示,根据该实施例的铝线10由铝合金形成,该铝合金包含从一个组中选择的至少一种元素,所述组由0~2.0质量%的Fe、0~1.0质量%的Mg、0~0.5质量%的Zr、0~1.2质量%的Si和0~0.3质量%的Ni构成,其余为铝和不可避免的杂质。
用作铝线10中的基材的铝优选具有至少99.7质量%的纯度的纯铝。换句话说,在JIS H2102(铝系金属)中规定的各种铝系金属之中,能够优选地使用具有Al99.70以上的纯度的铝系金属。具体实例包括均具有至少99.70质量%的纯度的Al99.70、Al99.94、Al99.97、Al99.98、Al99.99、Al99.990和Al99.995。以这种方式,该实施例中的铝系金属不限于诸如Al99.995这样的非常昂贵的高纯度铝,并且还能够使用具有至少99.7质量%的纯度的廉价铝系金属。
铁(Fe)是这样的元素:其具有低固溶度极限,主要通过析出强化的结构而得到强化,并且能够在将导电率的任意恶化抑制到最小的同时提高铝线的强度。然而,虽然铝中的铁有助于提高强度,但是如果铁含量超过2.0质量%,则与铝的结晶产物趋向于使铝线的延展性和韧性显著恶化。因此,优选地在铝合金中包含的铁的量在0~2.0质量%的范围内,并且更加优选地,在0.1~1.2质量%的范围内。
镁(Mg)是这样的元素:其能够通过铝基体中的析出而在将导电率的任意恶化抑制到最小的同时提高铝线的强度。然而,如果镁含量超过1.0质量%,则得到的铝合金的导电率、延展性和韧性趋向于恶化。因此,优选地在铝合金中包含的镁的量在0~1.0质量%的范围内,并且更加优选地,在0.25~0.6质量%的范围内。
锆(Zr)是这样的元素:其用于提高耐热性,并且能够通过固溶强化和析出分散强化提高合金的强度。然而,如果锆含量超过0.5质量%,则韧性趋向于恶化,并且线可拉拔性变差。因此,优选地在铝合金中包含的锆的量在0~0.5质量%的范围内,并且更加优选地,在0.001~0.4质量%的范围内。
硅(Si)能够通过固溶强化和析出分散强化提高铝线的强度。然而,如果硅含量超过1.2质量%,则韧性趋向于恶化,并且线可拉拔性变差。因此,优选地,在铝合金中包含的硅的量在0~1.2质量%的范围内,并且更加优选地,在0.4~0.6质量%的范围内。
镍(Ni)能够通过析出强化和通过提高析出密度而提高铝线的强度。即使镍含量增加,得到的铝合金的导电率的任意下降也很小,但是如果镍含量超过0.3质量%,则延展性和韧性趋向于恶化。因此,优选地在铝合金中包含的镍的量在0~0.3质量%范围内,并且更加优选地,在0.01~0.2质量%的范围内。
根据该实施例的铝线10可以包含从作为添加元素的由Fe、Mg、Zr、Si和Ni构成的组中选择的至少一种元素,并且铝线10还可以包含Ti和V的至少一种。具体地,根据该实施例的铝线10可以由铝合金形成,该铝合金包含从一个组中选择的至少一种元素,所述组由0~2.0质量%的Fe、0~1.0质量%的Mg、0~0.5质量%的Zr、0~1.2质量%的Si、0~0.3质量%的Ni、0.002~0.09质量%的Ti和0.002~0.09质量%的V构成,其余为铝和不可避免的杂质。
钛(Ti)是具有细化铸块的晶体结构的效果的元素。当铸块的晶体结构大时,在轧制或线拉拔期间的铸块破裂或电线损坏的可能性增大,导致生产率的恶化。如果钛含量小于0.002质量%,则细化效果趋向于表现得不令人满意,而如果钛含量超过0.09质量%,则导电率趋向于恶化。因此,优选地在铝合金中包含在0.002~0.09质量%的范围内的量的钛。
钒(V)是具有细化铸块的晶体结构的效果的元素。当铸块的晶体结构大时,在轧制或拉丝期间的铸块破裂或电线损坏的可能性增大,导致生产率的恶化。如果钒含量小于0.002质量%,则细化效果趋向于表现得不令人满意,而如果钒含量超过0.09质量%,则导电率趋向于恶化。因此,优选地在铝合金中包含0.002~0.09质量%的范围内的量的钒。
可能包含在构成铝线10的铝合金中的不可避免的杂质的实例包括:铜(Cu)、镓(Ga)、锌(Zn)、硼(B)、锰(Mn)、铅(Pb)、钙(Ca)和钴(Co)。以不损害该实施例的效果并且不显示影响该实施例的铝线的性能的不可避免的量包含这些元素。此外,已经包含在纯铝系金属内的元素也包含在这些不可避免的杂质内。优选地,铝合金内的这些不可避免的杂质的总量不超过0.15质量%,并且更加优选地是0.12质量%以下。
如上所述,该实施例的铝线10由包含例如作为添加元素的Fe和Mg、其余为铝和不可避免的杂质的铝合金形成。此外,铝线10可以由包含例如作为添加元素的Fe、Mg和Zr、其余为铝和不可避免的杂质的铝合金形成。而且,铝线10可以由包含例如作为添加元素的Mg、Si和Ni、其余为铝和不可避免的杂质的铝合金形成。在Fe、Mg、Zr、Si和Ni的添加量是0质量%的那些情况下,铝线10由包含不可避免的杂质的铝形成。在该实施例中,为了实现高水平的强度与伸长率的结合,控制构成铝线10的金属的晶体取向。具体地,在与铝线10的长度方向垂直的截面中,长度方向与晶体的<111>方向之间的角度是10°以下的成分晶体的面积相对于截面的总面积的比例是50%以上。此外,在与铝线10的长度方向垂直的截面中,长度方向与晶体的<111>方向之间的角度是20°以下的成分晶体的面积相对于截面的总面积的比例是85%以上。在该说明书中,将长度方向与晶体的<111>方向之间的角度是10°以下的成分晶体的面积相对于截面的总面积的比例称为“<111>对齐度(10°以内)”。此外,将长度方向与晶体的<111>方向之间的角度是20°以下的成分晶体的面积相对于截面的总面积的比例称为“<111>对齐度(20°以内)”。
如图2所示,铝线10包含具有作为主要成分的面心立方结构的铝,并且因此,构成铝线10的金属的单位晶格是立方体的。“铝线10的长度方向与晶体的<111>方向之间的角度”描述了铝线10的长度方向11与立方体金属晶体12的<111>方向13之间的角度14。此外,<111>表示与<111>等同的所有的晶轴。
测量与铝线10的长度方向垂直的截面15中的金属的晶体取向。在这些测量中,优选地,被计算为铝线10的长度方向11与金属晶体12的<111>方向13之间的角度是10°以下的成分晶体的面积除以截面15的总面积的比例是50%以上。此外,优选地,被计算为铝线10的长度方向11与金属晶体12的<111>方向13之间的角度是20°以下的成分晶体的面积除以截面15的总面积的比例是85%以上。通过确保<111>对齐度(10°以内)是50%以上,并且<111>对齐度(20°以内)是85%以上,即使当减小铝线10的直径时,也能够实现高水平的强度和伸长率,这意味着能够提高铝线在车载环境中的可靠性。
通过确保<111>对齐度(10°以内)和<111>对齐度(20°以内)满足以上数值而使得能够实现铝线10的良好的强度与伸长率的组合的机理整体不明确。然而,通过确保<111>对齐度(10°以内)和<111>对齐度(20°以内)满足以上数值,由于关于拉伸变形的泰勒因子的增大,即,变形阻力的增大,因而能够实现强度的增大。此外,当<111>对齐度(10°以内)和<111>对齐度(20°以内)满足以上数值时,对于构成铝线的大多数金属晶体,拉伸变形方向与晶体变形方向彼此接近,导致晶体变形距离的延长。该距离还取决于晶粒尺寸,但是该变形距离的延长使得能够提高延展性。然而,需要注意的是:本发明的技术范围不必须受限于通过这些类型的机构产生效果的实施例。
对该实施例的铝线10的最终线径没有特别限制。然而,从确保诸如强度和伸长率这样的优异的机械特性和使得能够减小线径的角度,铝线10的最终直径通常处于0.1mm~1.0mm的范围内。
接着,将描述根据该实施例的铝线的制造方法。
(铸造步骤)
首先,在铝线由包含不可避免的杂质的铝构成的那些情况下,通过熔化和铸造铝系金属而制造铸块。此外,在铝线由包含例如Fe和Mg、其余为铝和不可避免的杂质的铝合金构成的那些情况下,首先通过熔化和铸造具有Fe和Mg的Al来制造铸块。在铝线由包含例如Fe、Mg和Zr、其余为铝和不可避免的杂质的铝合金构成的那些情况下,首先通过熔化和铸造具有Fe、Mg和Zr的Al来制造铸块。而且,在铝线由包含Mg、Si和Ni、其余为铝和不可避免的杂质的铝合金构成的那些情况下,首先通过熔化和铸造具有Mg、Si和Ni的Al来制造铸块。例如,铸块可以形成为具有的直径。
(轧制步骤)
接着,轧制上述铸块以得到粗制铝盘条。通过进行该轧制步骤,能够细化得到的粗制铝盘条中的晶粒。对用于铝锭的粗轧的方法没有特别限制,并且能够使用传统的方法。
粗制铝盘条通常具有或者圆形、或者诸如三角形或方形这样的多边形形状的截面。在截面是圆形的情况下,粗制铝盘条的截面的尺寸通常是5mm~30mm的直径,并且更加优选地,是7mm~20mm的直径。在该实施例中,能够将粗制铝盘条的直径设定为9.5mm。粗制铝盘条充当用于随后的固溶热处理步骤的原材料。
(固溶热处理步骤)
固溶热处理步骤是这样的步骤:确保在固溶热处理之前未充分地熔化到线材中的铝基体内的那些元素均匀地熔化并且分散到铝基体中,产生同质晶体结构。因此,当铝线由铝合金形成时,优选地进行该固溶热处理步骤。对固溶热处理步骤没有特别限制,并且在一个实例中,能够通过将粗制铝盘条保持在500~600℃的温度、而后通过水冷等进行快速冷却而进行该步骤。该步骤适于时效析出型的铝合金。
(时效热处理步骤)
时效热处理步骤是将在固溶热处理步骤中熔化到铝基体中的元素析出的步骤,并且是主要用于强化而进行的步骤。在固溶热处理步骤之后进行时效热处理步骤,但是有时也可以在时效热处理步骤之前进行下面描述的拉丝步骤等。此外,在一些情况下,可能不必须时效热处理步骤。
对时效热处理步骤没有特别限制,并且在一个实例中,能够通过将铝线保持在200~400℃的温度而后通过水冷或炉冷等冷却该线而进行该步骤。该步骤适用于时效析出型的铝合金。
(拉丝步骤)
拉丝步骤是这样的步骤:通过使在固溶热处理步骤之后得到的固溶热处理后的线材或者在不进行固溶热处理步骤的那些情况下的粗制铝盘条经受拉丝,直到实现最终线径,从而进一步细化铝的晶体结构。传统的干式拉丝法或湿式拉丝法能够用作该拉丝步骤中的拉丝方法。在拉丝步骤中得到的拉制线材通常具有圆形截面。拉制线材的线径通常处于0.1mm~0.5mm的范围内,并且更加优选地,处于0.15mm~0.35mm的范围内。
如图3A所示,当将固溶热处理后的线材或粗制铝盘条的直径减小到最终直径时,优选地使用多个模具20A、20B和20C来使固溶热处理后的线材或粗制铝盘条10a逐渐变窄。在该过程中,通常将各个模具的面积的减小率设定为在5~20%的范围内的值。
拉制线材的面积的减小率((拉丝处理之前的线材的截面积-拉丝处理之后的线材的截面积)/拉丝处理之前的线材的截面积×100)优选地处于90~99.99%的范围内。此外,在拉丝步骤中,当将固溶热处理后的线材或粗制铝盘条的直径减小为最终直径时,优选地不进行热处理。换句话说,优选地在常温下进行拉丝步骤。通过确保面积的减小率满足以上范围并且在拉丝步骤中不进行热处理,能够将<111>对齐度(10°以内)和<111>对齐度(20°以内)调整为上述数值。
(电加热步骤(最终热处理))
电加热步骤是使在拉丝步骤中得到的拉制线材经受电加热,从而通过焦耳热使线材退火的步骤。
该步骤的退火通常采用其中在移动拉制线材的同时进行退火的连续退火。在该实施例的制造方法中,该连续退火是重要过程,其通过在极短的时间内进行退火,而使得能够将金属的晶体取向控制在规定方向上,并且使得铝线的拉伸强度和伸长率能够增大。拉制线材的电加热时间优选地极短,并且例如,优选地处于0.2秒~2.0秒的范围内。
连续电加热处理等能够用于连续退火。如图3B所示,该连续电加热处理是这样的处理:使拉制线材10b连续地通过两个电极环30之间,以使电流在拉制线材10b中流动,从而通过焦耳热加热拉制线材10b,该焦耳热使得拉制线材10b的连续退火。
在拉制线材的退后之后得到的退火拉制线材具有与拉制线材大致相同的成分,但是已经去除了一些或全部的内部加工应力,从而恢复了延展性,并且还形成了再结晶晶粒,给予适当水平的柔韧性。
以这种方式,在根据该实施例的铝线的制造方法中,在铝包含添加元素的那些情况下,以如下顺序进行处理:由固溶热处理步骤、时效热处理步骤、拉丝步骤和电加热步骤构成的顺序,或由固溶热处理步骤、拉丝步骤、时效热处理步骤和电加热步骤构成的顺序,或由固溶热处理步骤、拉丝步骤、时效热处理步骤、拉丝步骤和电加热步骤构成的顺序。此外,在铝不包含添加元素的那些情况下,以由拉丝步骤和电加热步骤构成的顺序进行处理。换句话说,在根据该实施例的铝线的制造方法中,在固溶热处理步骤之后进行拉丝步骤和电加热步骤。通过以该顺序进行处理,铝线能够产生适当等级的强度和伸长率。
如上所述,该实施例的铝线10的成分包含从一个组中选择的至少一种元素,所述组由0~2.0质量%的Fe、0~1.0质量%的Mg、0~0.5质量%的Zr、0~1.2质量%的Si、和0~0.3质量%的Ni构成,其余为铝和不可避免的杂质。在与铝线10的长度方向11垂直的截面15中,纵向11与晶体的<111>方向13之间的角度14是10°以下的成分晶体的面积相对于截面15的总面积的比例是50%以上,并且长度方向11与晶体的<111>方向之间的角度14是20°以下的成分晶体的面积相对于截面15的总面积的比例是85%以上。以这种方式,通过使用线材的热机械处理来控制金属的晶体取向,能够增大铝线10的金属晶体的变形阻力,并且能够延长晶体变形距离,这意味着能够实现铝线10的高强度和高延展性的组合。该高强度与高延展性的组合能够有助于下面描述的类型的铝电线在车辆内的安装的扩展,并且还有助于线束的重量减轻。
该实施例的铝线10优选地具有30MPa以上的0.2%屈服应力、10%以上的伸长率、和50%IACS以上的导电率。通过确保铝线10的0.2%屈服应力和伸长率具有这些类型的值,提高了机械强度,并且变得不太可能在安装于车辆期间或之后发生断线。因此,该线能够用于诸如汽车的门铰链周围这样的发生反复弯曲的区域中,以及诸如发动机室这样的暴露于振动的区域中。能够根据JIS Z2241(金属材料-拉伸试验方法)测量室温下的0.2%屈服应力和伸长率(断裂伸长率)。此外,能够根据JIS H0505(有色金属材料的电阻率和导电率的测量方法)测量导电率。
[铝电线]
接着将描述根据本发明的实施例的铝电线。如图4所示,根据该实施例的铝电线40包括铝线10和绝缘体层41,该绝缘体层41用作包覆铝线10的外周的被覆材料。
在该实施例的铝电线40中,由铝线10构成的单线或由绞合在一起的多条铝线10构成的绞合线可以用作导体。绞合线可以具有各种任意构造,包括其中线同心地绞合在一条或多条中心线的周围的同心绞合线构造、其中多条线在同一方向上绞合在一起的组合绞合线构造、以及其中多条组合绞合线同心地绞合的复合绞合线构造。
假如能够确保铝电线40的良好的电绝缘性,则对包覆铝电线40的外周的绝缘体层41的材料或者厚度没有特别限制。可以用于形成绝缘体层41的树脂材料的实例包括:聚氯乙烯,耐热聚氯乙烯,交联聚氯乙烯,聚乙烯,交联聚乙烯,发泡聚乙烯,交联泡沫聚乙烯,聚氯乙烯,聚丙烯,聚酰胺(尼龙),聚偏二氟乙烯,乙烯-四氟乙烯共聚物,四氟乙烯-六氟丙烯共聚物,聚四氟乙烯,全氟烷氧基烷烃,天然橡胶,氯丁橡胶,丁基橡胶,乙烯-丙烯橡胶,氯磺化聚乙烯橡胶和硅橡胶。这些材料可以单独使用,或者可以两种以上的材料组合使用。
[电缆]
接着将描述根据本发明的实施例的电缆。如图5所示,根据该实施例的电缆50包括:捆束的多条铝电线40(40a、40b、40c)和护套51,该护套51用作包覆捆束的多条铝电线40的外周的被覆材料。对护套51的材料没有特别限制,并且能使用与上述用于绝缘体层41的材料相同类型的材料。上述的铝电线40和电缆50能够有益地在要求高级别的强度、耐久性和导电性的汽车线束中使用。
下面将使用一系列的实例更加详细地描述本发明,但是本发明决不限于这些实例。
[铝线的制造]
使用JIS H2102的Al99.7,通过选择性地添加规定量的铁、镁、锆、硅和镍而得到表格1中所示的铝样品和铝合金。使用普通方法分别熔化这些金属,并且然后使这些金属经受连续的铸造和轧制,以制备具有9.5mm的直径的粗制铝盘条。
接着,该粗制铝盘条在500℃下加热30分钟,并且然后在水中冷却,从而形成已经经历固溶热处理的线材(固溶热处理后的线材)。然后利用连续的拉丝装置使该固溶热处理后的线材经受拉丝,以得到具有最终线径为0.32mm的拉制线材。在表格1中示出各个实例的拉制线材的面积减小率。实例5至8以及比较例4至7也在固溶热处理之后在规定条件下经受时效热处理。
然后使各个实例的拉制线材经受表格1中所示的最终热处理,以得到铝线。具体地,在实例1至8以及比较例1、4和7中,通过以12V电加热拉制线材0.6秒而进行最终热处理。此外,在比较例2、3、5和6中,通过使用分次式熔炉(batch furnace)分别在250℃、300℃、285℃或280℃的温度下加热拉制线材一个小时,而进行最终热处理。
[评价]
(晶体结构取向的测量)
对于在实例1至8以及比较例1至7中得到的各条铝线,利用电子背散射衍射法(EBSD)测量与铝线的长度方向垂直的截面用于晶体结构取向。然后,通过计算铝线的长度方向与金属晶体的<111>方向之间的角度是10°以下的成分晶体的面积,并且将该面积除以铝线的总面积,而判定<111>对齐度(10°以内)。以相似的方式,通过计算铝线的长度方向与金属晶体的<111>方向之间的角度是20°以下的成分晶体的面积,并且将该面积除以铝线的总面积,而判定<111>对齐度(20°以内)。得到的结果也在表格1中示出。
(拉伸强度和断裂伸长率的测量)
根据JIS Z2241测量在实例1至8以及比较例1至7中得到的各条铝线的室温下的拉伸强度和断裂伸长率。这些测量结果也在表格1中示出。
表格1
如表格1所示,在实例1至8的铝线中,<111>对齐度(10°以内)是50%以上,并且<111>对齐度(20°以内)是85%以上。相比之下,在比较例1至7的铝线中,<111>对齐度(10°以内)小于50%,并且<111>对齐度(20°以内)小于85%。因此,明显地,优选地通过在极短时间内电加热退火而进行拉制线材的退火。
图6示出利用电子背散射衍射法(EBSD)测量实例2的铝线的截面内的金属结构的取向指数的结果。在图中,相对于标准三角形表示图6中的晶体取向。如图6所示,明显地,通过将面积减小率设定为90%以上,并且进行极短时间的电加热退火,晶体取向<111>方向。
此外,基于表格1,清楚地,与比较例1至7的铝线相比,实例1至8的铝线展现出了伸长率的提高以及20~30MPa的增大的强度。因此,明显地,通过将构成铝线的金属的晶体取向控制为规定方向,能够实现优异的强度和伸长率的组合。
以上已经描述了本发明的实施例。然而,可以在不背离本发明的精神和实质特性的情况下以其它具体形式实施本发明。因此,要在示出并且不受限的所有方面考虑本发明,本发明的范围由附加的权利要求表示,而不是由前述描述表示,并且因此,在权利要求的含义和等同范围内的所有改变都包含在本发明中。
而且,在本发明的实施例中描述的效果仅仅是由本发明实现的一系列最佳效果。因此,本发明的效果不限于在本发明的实施例中描述的效果。
Claims (4)
1.一种铝线,该铝线的成分包含从一个组中选择的至少一种元素,所述组由0~2.0质量%的Fe、0~1.0质量%的Mg、0~0.5质量%的Zr、0~1.2质量%的Si、和0~0.3质量%的Ni构成,其余由铝和不可避免的杂质构成,其中
在与所述铝线的长度方向垂直的截面中,所述长度方向与晶体的<111>方向之间的角度是10°以下的成分晶体的面积相对于所述截面的总面积的比例是50%以上,并且所述长度方向与所述晶体的<111>方向之间的角度是20°以下的成分晶体的面积相对于所述截面的总面积的比例是85%以上。
2.根据权利要求1所述的铝线,具有30MPa以上的0.2%屈服应力、10%以上的伸长率、和50%IACS以上的导电率。
3.一种铝电线,包括:
根据权利要求1或2所述的铝线,和
绝缘体层,该绝缘体层包覆所述铝线的外周。
4.一种线束,该线束包括根据权利要求3所述的铝电线。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20220152749A1 (en) * | 2019-03-13 | 2022-05-19 | Nippon Micrometal Corporation | Al bonding wire |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6927685B2 (ja) * | 2016-10-25 | 2021-09-01 | 矢崎総業株式会社 | アルミニウム素線、並びにそれを用いたアルミニウム電線及びワイヤーハーネス |
US10465270B1 (en) * | 2017-01-30 | 2019-11-05 | General Cable Technologies Corporation | Cables having conductive elements formed from aluminum alloys processed with high shear deformation processes |
JP7126322B2 (ja) * | 2018-10-10 | 2022-08-26 | 日鉄マイクロメタル株式会社 | Alボンディングワイヤ |
JP7160791B2 (ja) | 2019-12-27 | 2022-10-25 | 矢崎総業株式会社 | 電線 |
TW202239982A (zh) * | 2021-02-05 | 2022-10-16 | 日商日鐵新材料股份有限公司 | 半導體裝置用Al接合線 |
RU2760026C1 (ru) * | 2021-06-30 | 2021-11-22 | Акционерное общество "Москабельмет" (АО "МКМ") | Кабель силовой с экструдированными токопроводящими жилами (варианты) и способ его производства |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104781431A (zh) * | 2013-03-29 | 2015-07-15 | 古河电器工业株式会社 | 铝合金导体、铝合金绞线、被覆电线、线束以及铝合金导体的制造方法 |
CN104781432A (zh) * | 2013-03-29 | 2015-07-15 | 古河电器工业株式会社 | 铝合金导体、铝合金绞线、被覆电线、线束以及铝合金导体的制造方法 |
WO2016047617A1 (ja) * | 2014-09-22 | 2016-03-31 | 古河電気工業株式会社 | アルミニウム合金線材、アルミニウム合金撚線、被覆電線、ワイヤーハーネスおよびアルミニウム合金線材の製造方法 |
JP2016108612A (ja) * | 2014-12-05 | 2016-06-20 | 古河電気工業株式会社 | アルミニウム合金線材、アルミニウム合金撚線、被覆電線およびワイヤーハーネス、ならびにアルミニウム合金線材の製造方法 |
Family Cites Families (24)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3697260A (en) * | 1969-12-30 | 1972-10-10 | Aluminum Co Of America | Aluminum conductor wire |
US3663216A (en) * | 1970-08-10 | 1972-05-16 | Aluminum Co Of America | Aluminum electrical conductor |
US20080299001A1 (en) * | 2007-05-31 | 2008-12-04 | Alcan International Limited | Aluminum alloy formulations for reduced hot tear susceptibility |
EP2381001B1 (en) * | 2009-01-19 | 2014-06-04 | Furukawa Electric Co., Ltd. | Aluminum alloy wire |
US20110079427A1 (en) * | 2009-10-07 | 2011-04-07 | Lakshmikant Suryakant Powale | Insulated non-halogenated covered aluminum conductor and wire harness assembly |
WO2011105586A1 (ja) * | 2010-02-26 | 2011-09-01 | 古河電気工業株式会社 | アルミニウム合金導体 |
CN102812140B (zh) * | 2010-02-26 | 2016-08-03 | 古河电气工业株式会社 | 铝合金导体 |
EP2597168B1 (en) * | 2010-07-15 | 2019-09-11 | Furukawa Electric Co., Ltd. | Aluminum alloy conductor |
JP5155464B2 (ja) * | 2011-04-11 | 2013-03-06 | 住友電気工業株式会社 | アルミニウム合金線、アルミニウム合金撚り線、被覆電線、及びワイヤーハーネス |
KR101912767B1 (ko) * | 2011-07-29 | 2018-10-29 | 가부시키가이샤 유에이씨제이 | 전극 집전체용 알루미늄 합금호일 및 제조 방법 |
JP5939530B2 (ja) * | 2011-08-25 | 2016-06-22 | 古河電気工業株式会社 | アルミニウム合金導体 |
US9779849B2 (en) * | 2011-09-05 | 2017-10-03 | Dyden Corporation | Aluminum-based conductive material and electric wire and cable using the same |
US9991024B2 (en) * | 2013-03-29 | 2018-06-05 | Furukawa Electric Co., Ltd. | Aluminum alloy wire rod, aluminum alloy stranded wire, coated wire, wire harness and manufacturing method of aluminum alloy wire rod |
EP3266891B1 (en) * | 2013-03-29 | 2019-08-14 | Furukawa Electric Co. Ltd. | Aluminum alloy conductor, aluminum alloy stranded wire, coated wire, wire harness and manufacturing method of aluminum alloy conductor |
CN104797724B (zh) * | 2013-03-29 | 2017-12-05 | 古河电器工业株式会社 | 铝合金导体、铝合金绞线、被覆电线、线束以及铝合金导体的制造方法 |
US20180002792A1 (en) * | 2013-03-29 | 2018-01-04 | Furukawa Electric Co., Ltd. | Aluminum alloy wire rod, aluminum alloy stranded wire, coated wire, wire harness and manufacturing method of aluminum alloy wire rod |
US9650706B2 (en) * | 2013-03-29 | 2017-05-16 | Furukawa Electric Co., Ltd. | Aluminum alloy wire rod, aluminum alloy stranded wire, coated wire, wire harness and manufacturing method of aluminum alloy wire rod |
JP6108951B2 (ja) * | 2013-05-17 | 2017-04-05 | 矢崎総業株式会社 | アルミニウム電線の製造方法 |
JP6368087B2 (ja) | 2013-12-26 | 2018-08-01 | 住友電気工業株式会社 | アルミニウム合金線材、アルミニウム合金線材の製造方法、及びアルミニウム合金部材 |
KR101927596B1 (ko) * | 2014-03-06 | 2018-12-10 | 후루카와 덴키 고교 가부시키가이샤 | 알루미늄 합금 선재, 알루미늄 합금연선, 피복전선, 와이어 하네스, 알루미늄 합금 선재의 제조방법 및 알루미늄 합금 선재의 측정방법 |
EP3150732B1 (en) * | 2014-05-26 | 2021-08-18 | Furukawa Electric Co. Ltd. | Aluminum alloy conductor wire, aluminum alloy twisted wire, sheathed electrical cable, wire harness, and method for manufacturing aluminum alloy conductor wire |
WO2016047627A1 (ja) * | 2014-09-22 | 2016-03-31 | 古河電気工業株式会社 | 端子付き電線 |
KR102474539B1 (ko) * | 2014-12-05 | 2022-12-06 | 후루카와 덴키 고교 가부시키가이샤 | 알루미늄 합금 선재, 알루미늄 합금연선, 피복전선 및 와이어 하네스, 및 알루미늄 합금 선재의 제조방법 |
JP6927685B2 (ja) * | 2016-10-25 | 2021-09-01 | 矢崎総業株式会社 | アルミニウム素線、並びにそれを用いたアルミニウム電線及びワイヤーハーネス |
-
2016
- 2016-10-25 JP JP2016209004A patent/JP6927685B2/ja active Active
-
2017
- 2017-10-17 US US15/785,959 patent/US10134500B2/en active Active
- 2017-10-24 CN CN201711001542.0A patent/CN107978382B/zh active Active
- 2017-10-24 DE DE102017218957.6A patent/DE102017218957A1/de active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104781431A (zh) * | 2013-03-29 | 2015-07-15 | 古河电器工业株式会社 | 铝合金导体、铝合金绞线、被覆电线、线束以及铝合金导体的制造方法 |
CN104781432A (zh) * | 2013-03-29 | 2015-07-15 | 古河电器工业株式会社 | 铝合金导体、铝合金绞线、被覆电线、线束以及铝合金导体的制造方法 |
WO2016047617A1 (ja) * | 2014-09-22 | 2016-03-31 | 古河電気工業株式会社 | アルミニウム合金線材、アルミニウム合金撚線、被覆電線、ワイヤーハーネスおよびアルミニウム合金線材の製造方法 |
JP2016108612A (ja) * | 2014-12-05 | 2016-06-20 | 古河電気工業株式会社 | アルミニウム合金線材、アルミニウム合金撚線、被覆電線およびワイヤーハーネス、ならびにアルミニウム合金線材の製造方法 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20220152749A1 (en) * | 2019-03-13 | 2022-05-19 | Nippon Micrometal Corporation | Al bonding wire |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US10134500B2 (en) | 2018-11-20 |
US20180114606A1 (en) | 2018-04-26 |
CN107978382B (zh) | 2020-02-21 |
JP6927685B2 (ja) | 2021-09-01 |
DE102017218957A1 (de) | 2018-04-26 |
JP2018070915A (ja) | 2018-05-10 |
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