CN108603252A - 包覆电线、带端子电线、铜合金线以及铜合金绞合线 - Google Patents

包覆电线、带端子电线、铜合金线以及铜合金绞合线 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种包覆电线,其包括位于导体的外侧的绝缘覆层,其中所述导体是通过扭绞多根铜合金线而形成的绞合线,该铜合金线由具有下述组成的铜合金构成:0.05质量%以上2.0质量%以下的Fe、0.02质量%以上1.0质量%以下的Ti、0质量%以上0.6质量%以下的Mg以及余量的Cu和杂质,所述铜合金线的加工硬化系数为0.1以上并且线径为0.5mm以下。

Description

包覆电线、带端子电线、铜合金线以及铜合金绞合线
技术领域
本发明涉及各自用作电线等的导体的铜合金线及铜合金绞合线;包括作为导体的铜合金线或铜合金绞合线的包覆电线;以及包括该包覆电线的带端子电线。本申请要求于2016年2月5日提交的日本专利申请No.2016-021224的优先权,其全部内容通过引用并入本文。
背景技术
通常,由多个捆扎的带端子电线组成的线束用于汽车、工业机器人等的线结构。各带端子电线的导体在其端部被暴露出来,并且端子(例如,压接端子)与该导体连接。通常,各端子插入设置在连接器外壳中的多个端子孔中的相应的一个端子孔中,从而机械地连接到连接器外壳。通过该连接器外壳,电线连接到设备主体。可以将连接器外壳连接在一起以将电线连接在一起。
构成上述导体的主要材料是铜系材料,例如铜,其导电性优异。日本专利未审查公开No.2014-156617(专利文献1)公开了一种作为适用于汽车的铜合金线的细铜合金线,其具有高强度和高导电率以及优异的伸长率。
引用列表
专利文献
专利文献1:日本专利未审查公开No.2014-156617
发明内容
根据本发明的一个方面的一种包覆电线是这样的包覆电线,包括位于导体的外侧的绝缘覆层,
所述导体由具有下述组成的铜合金构成:
0.05质量%以上2.0质量%以下的Fe;
0.02质量%以上1.0质量%以下的Ti;
0质量%以上0.6质量%以下的Mg;以及
余量的Cu和杂质,
所述包覆电线为绞合线,该绞合线包括绞合在一起的多根铜合金线,所述多根铜合金线各自的加工硬化系数为0.1以上并且线径为0.5mm以下。
根据本发明的一个方面的带端子电线,包括:根据上述方面的包覆电线;和连接到所述包覆电线的端部的端子。
根据本发明的一个方面的铜合金线为用作导体的铜合金线,该铜合金线由具有以下组成的铜合金构成:
0.05质量%以上2.0质量%以下的Fe;
0.02质量%以上1.0质量%以下的Ti;
0质量%以上0.6质量%以下的Mg;以及
余量的Cu和杂质,
所述铜合金线具有
0.1以上的加工硬化系数,以及
0.5mm以下的线径。
根据本发明的一个方面的铜合金绞合线包括多根绞合在一起的根据上述方面的铜合金线。
附图说明
图1示出了实施方案中的包覆电线的示意性透视图。
图2示出了实施方案中带端子电线的端子周围区域的示意性侧视图。
图3是沿切割线(III)-(III)截取的图2中所示的带端子电线的剖视图。
图4示出了试验例1中测量“在端子连接状态下的抗冲击能量”的方法。
具体实施方式
[本公开要解决的问题]
本领域期望这样一种电线,即,当在端子连接到该电线上的状态(以下也称为端子连接状态)下使用该电线并受到冲击时,端子不应易于脱落,并且应表现出良好的端子固定性。此外,还期望带端子电线在受到冲击时不易在导体的端子连接部分处和周围断裂。即,期望电线即使在端子连接状态下也应表现出良好的抗冲击性。
例如,如果将压接端子连接到电线端部的导体,则导体和压接端子的接线管部分同时被压缩。该压缩使得导体的端子连接部分的截面积小于除了端子连接部分之外的部分(下文中也称为主线部分)的截面积。因此,端子连接部分在冲击下能够承受的力(N)倾向于小于主线部分。因此,导体的端子连接部分特别可能在强度方面存在弱点。例如,如当将包括在上述线束中的各带端子电线的端子插入端子孔中以机械连接到连接器外壳时,或者当连接器外壳连接到设备主体或另一个连接器外壳时,电线可能在连接时受到冲击。此外,例如,当线束连接到汽车的某个部分(或布线)时,电线可能会因接触相邻的部件而受到冲击。即使端子牢固地连接,这种冲击也可能导致上述带端子电线在导体的端子连接部分处和端子连接部分周围发生断裂。其结果是,不能保持电连接。
随着近年来汽车性能和功能的改进,不同类型的车载电气设备和控制设备的数量增加,并且用于这些设备的电线的数量也在增加。因此,电线的重量也在增加。然而,为了保护环境,例如,为了改善汽车的燃料消耗,需要减小电线的重量。例如,使用线径为0.5mm以下的细线材料作为导体可减轻重量。然而,对于这种细线材料,压接端子等的端子连接部分具有更小的横截面积,因此在冲击时可能仅能承受较小的力。因此,这种细线材料在受到冲击时容易在其端子连接部分处和端子连接部分周围发生断裂。
基于上述内容,本发明的目的之一是提供一种包覆电线、带端子电线、铜合金线和铜合金绞合线,它们具有优异的端子固定性,并且即使在端子连接到其上的状态下也具有优异的抗冲击性。
[本公开的有益效果]
上述包覆电线、带端子电线、铜合金线和铜合金绞合线在端子固定性方面是优异的,并且即使在端子连接到其上的状态下也具有优异的抗冲击性。
[本发明实施方案的说明]
首先列举本发明的实施方案。
(1)根据本发明的一个方面的包覆电线是这样的包覆电线,包括位于导体的外侧的绝缘覆层,
所述导体由具有下述组成的铜合金构成:
0.05质量%以上2.0质量%以下的Fe;
0.02质量%以上1.0质量%以下的Ti;
0质量%以上0.6质量%以下的Mg;以及
余量的Cu和杂质,
所述包覆电线为绞合线,该绞合线包括绞合在一起的多根铜合金线,所述多根铜合金线各自的加工硬化系数为0.1以上并且线径为0.5mm以下。
所述绞合线可以是这样的绞合线,其包括多根简单绞合在一起的铜合金线,或者可以是绞合后经过压缩成形的绞合线,即所谓的压缩绞合线。对于后面(9)所描述的铜合金绞合线同样如此。
包覆电线在端子固定性方面是优异的,并且即使在端子连接到其上的状态下也具有优异的抗冲击性。原因如下所述。
固定性
在包覆电线中,各铜合金线(即导体的股线)具有较高的加工硬化系数。因此,当进行塑性加工(例如压缩成形)时,包覆电线可以容易地加工硬化。当压接端子压接到由这种铜合金线构成的绞合线构成的导体上时,端子连接部分通过压缩成形或塑性加工(这涉及横截面的减小)进行加工硬化。这种加工硬化使得端子能够牢固地固定。
抗冲击性
如上所述,包覆电线包括易于加工硬化的铜合金线作为导体,因此包覆电线表现出基于加工硬化而提高强度的良好效果。例如,尽管上述带端子电线中的端子连接部分比主线部分的横截面积小,但是可以充分地获得基于加工硬化而提高强度的效果。特别地,上述铜合金线(即,股线)是细线,每根细线的线径为0.5mm以下,并且其端子连接部分的横截面积更小。由于基于上述加工硬化的强度提高,因此即使这样的铜合金线也具有足够的强度。由于上述带端子电线包括由这种铜合金线构成的绞合线作为导体,因此当受到冲击时,不仅在其主线部分(强度高),而且在其端子连接部分处及端子连接部分周围都不易断裂。
包覆电线包括铜合金线作为导体,该铜合金线由这样的铜合金构成,该铜合金在端子连接状态下具有优异的端子固定性和抗冲击性,并且具有如上所述的特定组成。因此,包覆电线具有高强度、高韧性(例如伸长率),并且还具有高导电率。即,包覆电线具有均衡的高强度、高韧性和高导电率。上述包覆电线包括由铜合金线构成的绞合线作为导体。在这种情况下,相较于由具有相同横截面积的单根线构成的导体,这种导体(绞合线)整体上倾向于具有更好的机械性能,例如弯曲性能和扭曲性能。因此,对于包覆电线的带端子电线,当电线被布线或连接到外壳时导体被拉伸时、当电线弯曲或扭曲时、或者甚至当电线在使用中反复弯曲和扭曲时,带端子电线在其端子连接部分处及端子连接部分周围不易断裂。优选地,端子连接部分可以具有与主线部分大致相同的强度。这种包覆电线适合用作包括在各种类型的线束(例如汽车用线束)中的带端子电线。此外,这种带端子电线或线束可以令人满意地保持与端子的连接,从而提供更高的可靠性。
关于强度,通常用作电线导体的退火铜易于加工硬化,并且尽管其强度较差,但可以预期基于加工硬化来提高强度。然而,由于原始强度较低,因此加工硬化部分仍然不够强。尽管合金化通常可以提供改善的强度,但是合金难以加工硬化并且不能期望显示出基于加工硬化而提高强度的良好效果。与此不同,此处使用了迄今尚未关注的加工硬化系数作为指标。具体而言,对构成导体的铜合金线的添加元素的种类、其含量、制造条件等的选择进行调整,使得加工硬化系数满足特定的范围。这样可以制造端子固定性优良的包覆电线,并且该包覆电线在端子连接状态下具有优异的抗冲击性能。
(2)作为包覆电线的实例,所述包覆电线可以是这样的形式,其中所述铜合金含有大于0.15质量%的Mg。
由于这种形式含有相对大量的Mg,构成导体的铜合金线倾向于具有高的加工硬化系数,因此令人满意地提供了基于加工硬化而提高强度的效果。因此,这种形式在端子连接状态中具有改善的端子固定性和抗冲击性。
(3)作为包覆电线的实例,所述包覆电线可以是这样的形式,其中所述铜合金线各自的拉伸强度为350MPa以上,断裂伸长率为5%以上,并且导电率为55%IACS以上。
该形式包括这样的铜合金线作为导体,该铜合金线具有优良的端子固定性和在端子连接状态下的抗冲击性,并且还具有高的拉伸强度、断裂伸长率和导电率。因此,这种形式具有均衡的高强度、高韧性和高导电率。因此,该形式可以合适地用作上述带端子电线等。
(4)作为包覆电线的实例,所述包覆电线可以是端子固定强度为45N以上的形式。将在后面描述端子固定强度、端子连接状态下的抗冲击能量(5)以及抗冲击能量的测量方法(6)。
这种形式使端子能够牢固地固定,并具有改善的端子固定性。因此,该形式可以合适地用作上述带端子电线等。
(5)作为包覆电线的实例,所述包覆电线可以是这样的形式,其中在端子连接到包覆电线的状态下,所述包覆电线的抗冲击能量为2J/m以上。
该形式在端子连接状态(在该状态中,端子(例如压接端子))被压接)中具有高抗冲击能量,并且当在端子连接状态受到冲击时,在端子连接部分处不易断裂,因此抗冲击性能优异。因此,该形式可以合适地用作上述带端子电线等。
(6)作为包覆电线的实例,所述包覆电线可以是这样的形式,其中该包覆电线的抗冲击能量可以为5J/m以上。
这种形式具有高抗冲击能量,并且在受到冲击时不易断裂。因此,该形式可以用作上述带端子电线等,并且在受到冲击时不易断裂。
(7)根据本发明的一个方面的带端子电线包括根据上述(1)至(6)中任意一项所述的包覆电线和连接到所述包覆电线的端部的端子。
这种带端子电线(包括上述包覆电线)在端子连接状态下的端子固定性和抗冲击性方面是优异的,并且还具有高拉伸强度、高断裂伸长率和高导电率。因此,带端子电线可以合适地用作例如各种类型的线束,例如汽车用线束。
(8)根据本发明的一个方面的铜合金线为用作导体的铜合金线,该铜合金线由具有以下组成的铜合金构成:
0.05质量%以上2.0质量%以下的Fe;
0.02质量%以上1.0质量%以下的Ti;
0质量%以上0.6质量%以下的Mg;以及
余量的Cu和杂质,
所述铜合金线具有
0.1以上的加工硬化系数,以及
0.5mm以下线径。
如果将这样的铜合金线用作上述端子连接用途的电线导体,由于该铜合金线具有高加工硬化系数,因此可以形成端子固定性优良、并且在端子连接状态下具有优异的抗冲击性能的电线。此外,铜合金线由具有特定组成的铜合金构成,因此铜合金线如上所述具有高强度、高韧性和高导电率。因此,铜合金线(可以是单线或绞合线)可以合适地用作电线等的导体。例如,这种铜合金线可以一起绞合成绞合线作为导体以形成上述(1)的包覆电线。
(9)根据本发明的一个方面的铜合金绞合线包括多根绞合在一起的根据上述(8)的铜合金线。
这种铜合金绞合线基本上保持了上述铜合金线的组成和性能。因此,铜合金绞合线在端子固定性和端子连接状态下的抗冲击性方面是优异的,并且还具有高强度、高韧性和高导电率。此外,如上所述,铜合金绞合线倾向于具有比具有相同横截面积的单根导线更好的机械性能。因此,铜合金绞合线可以合适地用作电线等的导体。例如,用作导体的铜合金绞合线可以形成上述(1)的包覆电线。
[本发明实施方案的细节]
下面将适当地参考附图详细描述本发明的实施方案。在附图中,相同的符号指的是具有相同名称的部件。除非另有说明,否则元素的含量以质量%表示。
[铜合金线]
(组成)
在实施方案中,将铜合金线1用作电线(如包覆电线3)的导体。实施方案的铜合金线1的特征之一是其包含由特定添加元素组成的铜合金,每种元素的含量在特定范围内。铜合金是Fe-Ti-Cu合金或Fe-Ti-Mg-Cu合金,其含有:0.05质量%以上2.0质量%以下的Fe;0.02质量%以上1.0质量%以下的Ti;0质量%以上0.6质量%以下的Mg;以及余量的Cu和杂质,所述杂质是指不可避免的杂质。
首先将详细描述每种添加元素。
Fe
Fe主要以Cu基质中的析出物形式存在,并有助于提高强度(例如拉伸强度)。
Fe的含量为0.05%以上可以使铜合金线1具有高强度。尽管取决于制造条件,但较高的Fe含量倾向于使铜合金线1具有更高的强度。例如,如果期望提高强度,则Fe的含量可以为0.4%以上,或者进一步为0.6%以上,或者为0.8%以上。
Fe含量为2.0%以下可以可靠地防止形成含有Fe和Ti的粗大的析出物,从而减少拉丝和弯曲时源于粗大析出物的断线。尽管取决于制造条件,但较低的Fe含量可以更可靠地防止形成这种粗大的析出物。例如,如果期望防止形成粗大的析出物(减少断线),则Fe的含量可以为1.8%以下,或者进一步为1.6%以下,或者为1.4%以下。
Ti
Ti主要与Fe一起作为析出物存在,并且有助于提高强度(例如拉伸强度)。Ti还有助于防止由于Cu中的Fe固溶而导致的导电率降低。
Ti含量为0.02%以上可以令人满意地产生含有Fe和Ti的上述析出物,因此,铜合金线1由于析出强化而具有高强度,并且随着Fe和Ti的析出具有高导电率。尽管取决于制造条件,但较高的Ti含量倾向于赋予铜合金线1更高的强度。例如,如果期望提高强度,则Ti的含量可以为0.05%以上,或者进一步为0.1%以上,或者为0.2%以上。
如上所述,Ti的含量为1.0%以下可以防止形成上述含有Fe和Ti的粗大的析出物。尽管取决于制造条件,但较低的Ti含量可以更可靠地防止形成这种粗大的析出物。例如,如果期望防止形成粗大的析出物(减少断线),则Ti的含量可以为0.9%以下,或者进一步为0.7%以下。
Mg
构成实施方案的铜合金线1的铜合金可以含有0%的Mg,即,可以是不含Mg的形式。在这种形式中,Fe含量、Ti含量以及制造条件的调节可以使加工硬化系数满足特定范围(参见下面的测试实施例1)。而且,这种形式不会引起可加工性的劣化,如果含有Mg时将发生可加工性的劣化。此外,这种形式易于塑性加工(例如拉丝)并且具有优异的制造性。
然而,本发明的发明人进行了研究并发现,如果在Fe和Ti存在时含有Mg且其均在特定含量范围内,尽管取决于制造条件,但倾向于获得较大的加工硬化系数。基于此,构成实施方案的铜合金线1的铜合金可以是含有Mg(超过0%)的形式。尽管取决于制造条件,但较高的Mg含量倾向于提供较大的加工硬化系数,并且更令人满意地提供基于加工硬化而提高强度的效果,因此可以预期在端子连接状态下端子固定性的改善和抗冲击性的改善。Mg主要以Cu基质中的固溶体存在,并且可有助于提高强度(例如拉伸强度)。例如,如果需要提高加工硬化系数,则Mg的含量可以为0.02%以上,或者进一步为0.1%以上,或大于0.14%。特别地,Mg含量超过0.15%时,往往会提供更大的加工硬化系数,因此,尽管取决于制造条件,但令人满意地提供了基于加工硬化的强度提高效果。此外,Mg的含量可以为0.2%以上。
如果含有Mg,则Mg含量为0.6%以下可以抑制由于Cu中过量的Mg固溶而导致的导电率下降,从而使铜合金线1具有高导电率。此外,Mg的含量为0.6%以下可以抑制由于过量Mg的固溶而导致的可加工性的劣化,使得易于塑性加工(例如拉丝),并提供优异的制造性。例如,如果期望高导电率和改善的可加工性,则Mg的含量可以为0.55%以下,或进一步为0.5%以下,0.45%以下或0.4%以下。
(结构)
构成实施方案的铜合金线1的铜合金的结构实例包括这样的结构,其中分散有含有Fe和Ti的析出物或晶体。析出物或晶体的实例包括诸如Fe2Ti之类的化合物。利用这种结构,可以预期由于析出强化而得到的高强度和由于Fe和Ti的析出而得到的高导电率。
此外,铜合金结构的实例包括微晶结构。利用微晶结构,上述析出物以均匀分散的方式存在,因此可以预期更高的强度。此外,由于微晶结构含有较少的粗大晶粒(粗大晶粒可能是断裂的起因),因此不易于发生断裂并且可以预期韧性(例如伸长率)得到改善。此外,当实施方案的铜合金线1用作电线(例如包覆电线3)的导体并且端子(例如压接端子)连接到导体上时,微晶结构使得端子能够牢固地固定并且令人满意地提供高端子固定强度。
从定量的角度来说,平均晶粒直径为10μm以下可以令人满意地提供上述效果。平均晶粒直径可以为7μm以下,或者为5μm以下。通过例如根据组成(添加元素的类型和/或其含量,以下同样)调整制造条件(例如加工度和/或热处理温度,以下同样),可以将晶粒直径调节到预定的值。
可以通过如下所述测量平均晶粒直径。用扫描电子显微镜观察经过横截面抛光机(CP)加工的横截面。从观察图像中截取具有预定面积S0的观察范围,并计数在观察范围内存在的所有晶体的数量N。将面积S0除以晶体数N得到的面积(S0/N)定义为每个晶粒的面积Sg,并且将具有与晶粒面积Sg相等的面积的圆的直径定义为晶粒的直径R。将该晶粒的直径R定义为平均晶粒直径。观察范围可以是晶体数n为50以上的范围,或者可以是整个截面。利用这种足够宽的观察范围,可以充分减少由于面积S0中可能存在的晶体以外的物质(例如析出物)而引起的误差。
(线径)
实施方案的铜合金线1的特征之一是其线径为0.5mm以下。实施方案的铜合金线1(其为直径为0.5mm以下的细线)可以合适地用作重量应当较轻的电线的导体,例如,用作放置在汽车中的电线的导体。线径可以为0.35mm以下,或者进一步为0.25mm以下。通过调整例如拉丝时的加工度(横截面的缩小程度),可以将线径调整到预定的值。如果铜合金线1是圆线,铜合金线1的线径是指其直径;而如果铜合金线1的横截面具有非圆形的形状,则线径指的是具有与横截面的面积相等的面积的圆的直径。
(截面形状)
可以适当地选择实施方案的铜合金线1的横截面形状。铜合金线1的典型实例是具有圆形横截面的圆线。如果铜合金线1是压缩绞合线,则截面形状根据用于拉丝的模具的形状或成形模具的形状而改变。例如,铜合金线1可以为具有椭圆形横截面、多边形(例如矩形或六边形)横截面等的变形线。
(加工硬化系数)
从定性的角度来说,实施方案的铜合金线1的特征之一是通过塑性加工易于加工硬化;并且,从定量的角度来说,其具有0.1以上的加工硬化系数。
在拉伸试验中施加单轴方向试验力时,塑性应变区域中的真应力σ和真应变ε之间的关系表示为公式σ=C×εn,加工硬化系数定义为真应变ε的指数n。在该式中,C表示强度参数。
可以通过使用市售的拉伸试验机进行拉伸试验,并绘制S-S曲线从而获得指数n(也参见JIS G 2253(2011))。
较大的加工硬化系数是优选的,因为其使加工硬化更容易并且更令人满意地提供了基于对加工部分的加工硬化的强度提高效果。例如,如果铜合金线1用作电线(例如包覆电线3)的导体,并且通过压接等将端子(例如压接端子)连接到导体上,那么端子连接部分为经过了塑性加工(例如压缩成形)的加工部分。已经经过了塑性加工(例如压缩成形)并因此使横截面减小的加工部分变得比塑性加工之前更坚硬且更坚固。因此,加工部分,即,导体的端子连接部分及其附近,就强度而言不太可能成为薄弱点。加工硬化系数优选为0.11以上,或0.12以上,或0.15以上,这是因为其可以更令人满意地提供基于加工硬化的强度提高效果。根据组成和/或制造条件,可以预期该部分保持与主线部分大致相同的强度。由于加工硬化系数根据后面描述的组成和/或制造条件而变化,因此对其上限没有特别的限制。
即使具有相同的组成,加工硬化系数也会根据制造条件而变化(参见后面描述的试验例1)。因此,可以根据组成调节制造条件,使得作为指标的加工硬化系数为0.1以上。
(特性)
拉伸强度、断裂伸长率和导电率
实施方案的铜合金线1由具有上述特定组成的铜合金构成,并且铜合金线1被制造成具有满足特定范围的加工硬化系数。这使得实施方案的铜合金线1均衡地具有高强度、高韧性和高导电率。从定量的角度来说,铜合金线1可以满足如下三个条件中的至少一个条件,优选全部满足这三个条件:拉伸强度为350MPa以上;断裂伸长率为5%以上;以及导电率为55%IACS以上。
如果期望提高强度,则拉伸强度可以为360MPa以上,或370MPa以上,或380MPa以上,或进一步为400MPa以上。
如果期望改善韧性,则断裂伸长率可以为6%以上,或7%以上,或8%以上,或9.5%以上,或进一步为10%以上。
如果期望改善导电性,则导电率可以为60%IACS以上,或65%IACS以上,或进一步为70%IACS以上。
通过调节组成和/或制造条件,还可以将拉伸强度、断裂伸长率和导电率调节至预定值。例如,更高的添加元素含量和/或更高的拉丝程度(线径减小)倾向于提高拉伸强度并倾向于降低导电率。例如,如果在拉丝之后进行热处理,则更高的热处理温度倾向于提高断裂伸长率并倾向于降低拉伸强度和导电率。
[铜合金绞合线]
本实施方案的铜合金线1可用作绞合线的股线。本实施方案的铜合金绞合线10包括本实施方案的铜合金线1作为股线,并且包括多根绞合在一起的铜合金线1。铜合金绞合线10通常具有较大的横截面积,可承受较大的冲击力,因此具有比单一股线铜合金线1更好的抗冲击性,同时基本上保持股线铜合金线1的组成、结构和性能。此外,对于铜合金绞合线10,当其被用作电线(例如包覆电线3)的导体时,由于铜合金绞合线10具有数量更多的经过加工硬化的股线,因此可以使端子(例如压接端子)更牢固地固定于导体上。此外,铜合金绞合线10还具有优异的弯曲性能并且易于弯曲。因此,铜合金绞合线10在(例如)布线时不易断裂。尽管图1示出了包括绞合在一起的七根线的铜合金绞合线10,但是可以适当地改变用于绞合的线的数量。
铜合金绞合线10可以在绞合后压缩成形为压缩绞合线(未示出)。如果用作电线(例如包覆电线3)的导体,压缩绞合线可以使绝缘覆层2容易地形成为围绕导体的外周,这是由于其在绞合状态下具有优异的稳定性。此外,压缩绞合线在机械性能方面通常更好,并且还能够具有比未经压缩的简单绞合线更小的直径。
可以根据例如绞合线的数量适当地选择铜合金绞合线10的线径、横截面积、扭绞节距等。如果用作电线(例如包覆电线3)的导体,则横截面积为(例如)0.03mm2以上的铜合金绞合线10能够使端子(例如压接端子)牢固地固定于导体上,并且可以令人满意地提供基于加工硬化的强度提高效果。横截面积为(例如)0.5mm2以下使得铜合金绞合线10的重量较轻。扭绞节距为(例如)10mm以上使得即使股线(铜合金线1)为0.5mm以下的细线,也能够容易地将其绞合,从而使铜合金绞合线10具有良好的制造性。例如,20mm以下的扭绞节距可以防止铜合金绞合线10在弯曲时被解开,从而提供良好的弯曲性能。
[包覆电线]
本实施方案的铜合金线1或铜合金绞合线10可以直接用作导体。但是,外周上设置有绝缘覆层的铜合金线1或铜合金绞合线10的绝缘性优异。本实施方案的包覆电线3具有位于导体外侧的绝缘覆层2,该导体为铜合金绞合线10。作为另一实施方案的包覆电线,导体可以是铜合金线1(单线)。图1示出了铜合金绞合线10作为导体的情况。
构成绝缘覆层2的绝缘材料的实例包括聚氯乙烯(PVC)、无卤素树脂和具有优异耐火性的材料。可以使用已知的绝缘材料。
绝缘覆层2的厚度可以根据预定的绝缘强度适当地选择,并且对其没有特别的限制。
端子固定强度
本实施方案的包覆电线3包括作为导体的铜合金绞线10(其由铜合金线1作为股线制成),其具有如上所述的基于加工硬化的良好的强度提高效果。因此,在例如通过压接而连接端子(例如压接端子)的状态下,端子可以牢固地固定。例如,从定量的角度来说,端子固定强度满足为45N以上。优选具有更大的端子固定强度,因为其可以更牢固地固定端子并且更可靠地保持包覆电线3(导体)和端子之间的连接状态。更优选地,端子固定强度为50N以上,或55N以上,或进一步为60N以上。对其上限没有特别的限制。
端子连接状态下的抗冲击能量
本实施方案的包覆电线3包括作为导体的铜合金绞线10(其由铜合金线1作为股线制成),其具有如上所述的基于加工硬化的良好的强度提高效果。因此,包覆电线3在连接有端子(例如压接端子)情况下受到冲击时,在其已经过塑性加工(例如压接)的端子连接部分处以及端子连接部分周围不易断裂。从定量的角度来说,例如,在连接端子的状态下的抗冲击能量(端子连接状态下的抗冲击能量)满足2J/m以上。端子连接状态下优选具有较大的抗冲击能量,因为这使得受到冲击时在端子连接部分处以及端子连接部分周围不易发生断裂。优选地,端子连接状态下的抗冲击能量为3J/m以上,或者进一步为4J/m以上。对其上限没有特别的限制。
抗冲击能量
在本实施方案的包覆电线3中,在受到冲击时,不仅如上所述的端子连接部分不易断裂,而且导体(铜合金绞合线10)本身也不易断裂,因此抗冲击性能优异。从定量的角度来说,例如,抗冲击能量(以下也称为主线的抗冲击能量)满足5J/m以上。具有较大抗冲击能量的主线是优选的,这是因为其在受到冲击时不易断裂。优选地,主线的抗冲击能量为6J/m以上,或者进一步为7J/m以上。对其上限没有特别的限制。
通过调整用作导体的股线的铜合金线1的组成和/或制造条件,可以将实施方案的包覆电线3的端子连接状态下的端子固定强度和抗冲击能量调整为预定的端子固定强度和抗冲击能量,从而使铜合金线1的加工硬化系数满足如上所述的特定范围。通过调整铜合金线1的组成和/或制造条件,可以将主线的抗冲击能量调整至预定值,从而使(例如)铜合金线1同时具有高的拉伸强度和断裂伸长率。
在包覆电线包括单根铜合金线1作为导体的情况下,还优选的是,端子固定强度、端子连接状态下的抗冲击能量以及主线的抗冲击能量中的至少一个满足上述范围。在如上所述的铜合金线1和铜合金绞合线10不具有绝缘覆层2的情况下,还优选的是,端子固定强度、端子连接状态下的抗冲击能量以及主线的抗冲击能量中的至少一个满足上述范围。
[带端子电线]
本实施方案的包覆电线3可以用作端部连接有端子(例如压接端子)的带端子电线。本实施方案的带端子电线4包括实施方案的包覆电线3和连接到包覆电线3的端部的端子5。图2示出了作为端子5的压接端子,其一端设置有阴型或阳型嵌合部分52,另一端设置有用于保持绝缘覆层2的绝缘筒部分54,并且中间部分设置有用于保持导体(图2中的铜合金绞合线10)的线筒部分50。压接端子压接在导体的一端,该端部通过将包覆电线3的末端的绝缘覆层2剥离而露出。因此,压接端子与导体电连接和机械连接。另一实施方案的带端子电线可包括具有上述铜合金线1(单线)作为导体的包覆电线。
端子5例如是压接型(例如压接端子),或者是用于与熔融导体连接的熔融型。本实施方案的带端子电线4包括作为导体的铜合金绞合线10,该铜合金绞合线10包括具有基于加工硬化而提高强度的良好效果的铜合金线1。因此,优选使用压接端子作为端子5,因为它可以令人满意地在端子连接状态下提供良好的抗冲击性能。
带端子电线4可以是如图2所示的每根包覆电线3都连接有一个端子5的形式,或者可以是多根包覆电线3具有一个端子5的形式。也就是说,带端子电线4可以是包括一根包覆电线3和一个端子5的形式,或者包括多根包覆电线3和一个端子5的形式,或者包括多根包覆电线3和多个端子5的形式。如果包括多根电线,则用绑定工具等将它们捆扎在一起,使得能够容易地处理带端子电线4。由于构成导体的铜合金线1和铜合金绞合线10具有优异的线束加工性(例如,端子的连接性),因此带端子电线4可用作各种线束的组成部件,例如汽车的线束。
[铜合金线、铜合金绞合线、包覆电线和带端子电线的性能]
本实施方案的铜合金绞合线10的股线、构成包覆电线3的导体的股线、以及构成带端子电线4的导体的股线分别保持铜合金线1的组成、结构和性能,或者具有与铜合金线1大致相同的性能。例如,每根股线可以为这样的形式:其拉伸强度为350MPa以上、断裂伸长率为5%以上、导电率为55%IACS以上。
可以在导体暴露的情况下测量包覆电线3和带端子电线4的导电率。为了测量带端子电线4的端子连接状态下的端子固定强度和抗冲击能量,可以使用带端子电线4自身中所包括的端子(例如压接端子)。
[有益效果]
本实施方案的包覆电线3包括具有特定组成的铜合金,并且包括具有满足特定范围的加工硬化系数的实施方案的铜合金线1作为导体,或者包括由绞合在一起的铜合金线1构成的实施方案的铜合金绞合线10作为导体。因此,例如,如果通过压接而连接端子(例如压接端子),则可以牢固地固定端子,并且具有优异的端子固定性。另外,经过塑性加工(例如压接)的端子连接部分具有基于加工硬化的更高的强度。因此,在端子连接到导线的状态下,导线在冲击下其端子连接部分处及端子连接部分周围不易断裂,从而具有优异的抗冲击性。本实施方案的带端子电线4包括本实施方案的包覆电线3,该带端子电线4具有优良的端子固定性,并且在端子连接状态下也具有优异的抗冲击性能。用作电线(例如包覆电线3)的导体的本实施方案的铜合金线1和铜合金绞合线10可形成这样的电线,该电线具有优异的端子固定性,并且在端子连接状态下具有优异的抗冲击性。将参考试验例1具体描述端子固定性和在端子连接状态下的抗冲击性的效果。
[制造方法]
本实施方案的铜合金线1、铜合金绞合线10、包覆电线3和带端子电线4可以通过这样的制造方法制造,该制造方法例如包括以下步骤。以下列举每个步骤的概要。
(铜合金线)
<连续铸造步骤>
用具有上述特定组成的铜合金的熔融金属进行连续铸造,以制造铸造材料。
<拉丝步骤>
对铸造材料或通过将铸造材料加工而获得的加工材料进行拉丝,以制造拉丝材料。
<热处理步骤>
对拉丝材料进行热处理以制造热处理材料。在这样的条件下进行热处理,该条件使得热处理后线材的加工硬化系数为0.1以上。
(铜合金绞合线)
为了制造铜合金绞合线10,除了上述<连续铸造步骤>、<拉丝步骤>和<热处理步骤>外,还包括下文所述的绞合步骤。
如果要制造压缩绞合线,则还包括下文描述的压缩步骤。
<绞合步骤>
将上述多种拉丝材料或多种热处理材料绞合在一起,以制造绞合线。
<压缩步骤>
将绞合线压缩成形至预定形状,以制造压缩绞合线。
对由拉丝材料构成的绞合线或者通过将绞合线压缩成形而获得的压缩绞合线进行上述<热处理步骤>。
可以进一步对由热处理材料构成的绞合线或者通过将绞合线压缩成形而获得的压缩绞合线进行上述<热处理步骤>。或者,由于已经进行了<热处理步骤>,因此在绞合步骤之后和/或在压缩步骤之后可以省略上述<热处理步骤>。
此外,可以对包含绞合在一起的软材料的软材料绞合线进行<热处理步骤>,所述软材料通过对拉丝材料进行软化热处理而获得。或者,可以对通过将软材料绞合线压缩成形而获得的软材料压缩绞合线进行<热处理步骤>。
(包覆电线)
在制造包覆电线3或包括单根铜合金线1的包覆电线的情况下,包括包覆步骤。所述包覆步骤在通过上述铜合金线的制造方法制造的铜合金线(本实施方案的铜合金线1)的外周上或者在通过上述铜合金绞合线的制造方法制造的铜合金绞合线(本实施方案的铜合金绞合线10)的外周上形成绝缘覆层。可以将例如挤出涂覆和粉末涂覆等已知的技术用作形成绝缘覆层的方法。
(带端子电线)
包括压接步骤,以将端子连接到通过将包覆电线(例如,本发明方案的包覆电线3)的末端的绝缘覆层剥离而露出的导体,其中该包覆电线通过上述包覆电线的制造方法而制得。
下面详细描述连续铸造步骤、拉丝步骤和热处理步骤。
<连续铸造步骤>
在该步骤中,通过用如上所述的铜合金的熔融金属进行连续铸造,从而制造铸造材料,其中所述铜合金具有包含特定范围内的Fe和Ti(和根据需要的Mg)的特定组成。
在本实施方案的典型的铜合金线1中,Fe和Ti作为析出物存在,并且Mg(如果包含的话)作为固溶体存在。因此,优选铜合金线1的制造方法包括形成过饱和固溶体的方法。进行溶体化处理的单独溶体化处理步骤使得能够在任何所需时间形成过饱和固溶体。然而已经发现,如果以足够高的冷却速率进行连续铸造以生产具有过饱和固溶体的铸造材料,则所得铜合金线1最终具有优异的机械性能和电性能,会表现出基于加工硬化的良好的提高强度的效果,并且适合作为包覆电线3等的导体,而无需单独的溶体化处理步骤。基于此,建议在铜合金线1的制造方法中进行连续铸造,特别是在冷却过程中以足够高的冷却速率进行淬火。
作为连续铸造的方法,可以使用各种方法,包括带轮法、双带法和上引法(upcastmethod)。特别地,上引法是优选的,因为其可以减少如氧等的杂质,并且可以可靠地防止Cu和添加元素的氧化。冷却过程中的冷却速率优选大于5℃/秒,或大于10℃/秒,或15℃/秒以上。
可以对铸造材料进行各种类型的加工,例如塑性加工和切削。塑性加工的实例包括连续挤压成形(conform extrusion)和轧制(热轧、温轧和冷轧)。切削的实例包括剥皮。进行这样的加工可以减少铸造材料上的表面缺陷,并且可以减少拉丝时的断线,从而提高生产率。特别是对于上引材料,优选进行这种加工。
可以对加工材料进行下述条件下的热处理。例如,热处理可以消除由于加工引起的应变。根据热处理条件,可以进行下面描述的人工老化。
加工材料的横截面积大于(厚于)铜合金线1的最终线径。因此,认为热处理适合于批量处理,其能够容易地管理整个加热对象的加热状态。热处理条件的实例如下:
热处理温度:400℃以上650℃以下,并且优选450℃以上600℃以下;以及
保留时间:1小时以上40小时以下,并且优选3小时以上20小时以下。
<拉丝步骤>
该步骤在至少一个道次(pass)中或通常在多个道次中对诸如铸造材料和加工材料之类的材料进行拉丝(冷轧),从而制造具有预定的最终线径的拉丝材料。在多个道次的情况下,可以根据组成和最终线径适当地调整每个道次的加工程度。而且,在多个道次的情况下,可以在道次之间进行中间热处理。中间热处理可以如上所述去除应变并且能够进行人工老化。关于中间热处理的条件,可以参考应用于上述加工材料的热处理条件。
<热处理步骤>
该步骤的热处理的目的是:进行人工老化,以从通常含有处于固溶状态的添加元素的铜合金中产生含有Fe和Ti的析出物;进行软化,以改善通过拉丝至最终线径而加工硬化的拉丝材料的伸长率。此外,另一个目的是在制造铜合金线1时将加工硬化系数调节到特定范围。热处理使端子牢固地固定,并且能够制得在端子连接状态下抗冲击性优异的铜合金线1和铜合金绞合线10,该铜合金线1和铜合金绞合线10具有高的强度、韧性和导电率,因此适合用于包覆电线3等的导体。在拉丝步骤之后进行的热处理以下可称为最终热处理,所述热处理的目的是人工老化、软化以及调整加工硬化系数。
在批量处理的情况下,实现上述目的的最终热处理条件的实例如下:
热处理温度:400℃以上650℃以下,并且优选450℃以上600℃以下;以及
保留时间:1小时以上40小时以下,并且优选3小时以上20小时以下。
可以根据例如组成(添加元素的类型及其含量)和加工状态从上述范围中选择条件。作为具体实例,可以参考下面的试验例1。
当组成相同时,上述范围内的较高热处理温度倾向于改善端子连接状态下的抗冲击能量、抗冲击能量和断裂伸长率。较低的热处理温度可以抑制晶粒的生长并倾向于提高拉伸强度。充分形成上述析出物倾向于改善导电率。
如果对铸造材料进行上述连续挤压成形,则最终热处理的温度范围优选为200℃以上600℃以下。
上述最终热处理可以作为连续处理进行。连续处理可以使加热对象连续地供应到加热炉中,因此适合于大规模生产。可以调节连续处理的条件(线速度、炉式情况下的炉内温度、或通电式情况下的电流值)以实现上述目的。
如果在最终热处理之前进行热处理以同样进行上述人工老化,则可以根据上述条件调整最终热处理条件,其目的是软化并调整加工硬化系数。这种调整可以抑制晶粒的生长并令人满意地形成微晶结构,从而提供高强度和高伸长率。该最终热处理可以使用批量处理或连续软化处理。可以调节连续软化处理的条件以实现上述目的。
[试验例1]
在各种制造条件下制造具有各种组成的铜合金线、以及包括所得铜合金线作为导体的包覆电线,并对它们的性能进行测试。
铜合金线以下述四种制造模式(A)至(D)制造。包覆电线如下所述使用由制造模式(A)至(D)制造的线材制造。在每种制造模式中,制备如下所述的铸造材料。
(铸造材料)
作为原料,制备电解铜(纯度99.99%以上)、含有表1所示的各添加元素的母合金或表1所示的各添加元素的单质金属。将制备的原料用由高纯度碳制成的坩埚(杂质为20质量ppm以下)空气熔融,以制备铜合金的熔融金属。铜合金的组成(余量为Cu和杂质)如表1所示。连字符“-”表示“无”(0质量%)。
通过上引法,使用铜合金的熔融金属和由高纯度碳(杂质为20质量ppm以下)制成的模具来制造横截面为圆形且具有以下各线径的铸造材料。冷却速率大于10℃/秒。使用由高纯度碳制成的坩埚或模具可以可靠地减少杂质。
(铜合金线的制造模式)
(A)连续铸造(线径)→拉丝(线径)→热处理(表1中温度(℃),保留时间8小时)
(B)连续铸造(线径)→连续挤压成形(线径 )→拉丝(线径)→热处理(表1中温度(℃),保留时间8小时)
(C)连续铸造(线径)→冷轧(线径)→热处理(x)→剥皮(线径)→拉丝(线径)→热处理(表1中的温度(℃),保留时间为8小时)
(D)连续铸造(线径)→拉丝()→热处理(x)→拉丝()→热处理(连续软化)
对于热处理(x),将热处理温度设定为选自400℃以上600℃以下的温度,保留时间设定为选自4小时以上16小时以下的时间。
使用通电式连续炉进行热处理(连续软化),并调节电流值等,从而使加工硬化系数为0.1以上。
(包覆电线的制造方法)
按照与上述制造模式(A)至(D)中所示类似的步骤,制造线径为的七种拉丝材料,并将其绞合在一起,然后压缩成形为压缩绞合线,该绞合线的横截面积为0.13mm2(0.13sq)。所使用的拉丝材料未经过上述各模式(A)至(D)中所示的最终热处理,对所制造的压缩绞合线进行热处理(表1中的温度(℃),保持时间为8小时,或连续软化)。在所获得的热处理材料的外周上,将聚氯乙烯(PVC)挤出成0.2mm的厚度以形成绝缘覆层,从而制造包覆电线。
(性能测定)
关于通过制造模式(A)至(D)制造的铜合金线,对其导电率(%IACS)、拉伸强度(MPa)、断裂伸长率(%)和加工硬化系数进行测定。结果如表1所示。
通过电桥法测定导电率(%IACS)。根据JIS Z 2241(金属材料拉伸试验方法,1998),使用通用拉伸试验机测定拉伸强度(MPa)、断裂伸长率(%)和加工硬化系数。
对于制造的包覆电线,测验端子固定强度(N)、端子连接状态下的抗冲击能量(J/m,端子连接状态下的抗冲击性E)、以及抗冲击能量(J/m,抗冲击性E)。结果如表2所示。
以下列方式测定端子固定强度(N)。将包覆电线的一端的绝缘覆层剥离,以露出作为导体的压缩绞合线,并将端子连接到该压缩绞合线的端部。此处,使用市售的压接端子作为压接在压缩绞合线上的端子。此外,如图3所示,调节压接高度C/H以使导体(压缩绞合线)的端子连接部分12的横截面积与除端子连接部分之外的主体部分的横截面积之比为表2中所示的值(导体的残留压缩率,70%或80%)。
使用通用拉伸试验机,测定当以100mm/min拉伸时端子未被拉出的最大载荷(N)。将该最大载荷定义为端子固定强度。
以下列方式测定抗冲击能量(J/m或(N/m)/m)。将落锤连接到包覆电线的前端,将落锤提升1m,然后使其自由下落。测定包覆电线未发生断裂的落锤的最大重量(kg),并将该重量与重力加速度(9.8m/s2)和下落距离的乘积除以下落距离。将得到的商((重量×9.8×1)/1)定义为抗冲击能量。
以下列方式测定端子连接状态下的抗冲击能量(J/m或(N/m)/m)。与上述端子固定强度的测定方法类似,制备样品S(此处长度为1m),其为一端连接有端子5(此处为压接端子)的包覆电线。端子5用夹具J固定,如图4所示。将落锤W连接到样品S的另一端,将落锤W提升到固定端子5的位置,然后使其自由下落。与上述抗冲击能量类似,测定包覆电线没有发生断裂时落锤W的最大重量,并将((重量×9.8×1)/1)定义为端子连接状态下的抗冲击能量。
表2表明,与样品No.1-101和No.1-102相比,各样品No.1-1至No.1-14的端子固定性优异,并且在端子连接状态下的抗冲击性也优异。从定量的角度来说,样品No.1-1至No.1-14各自的端子固定强度为45N以上,多数样品的端子固定强度为50的N以上,部分样品的端子固定强度为55N以上或60N以上。此外,样品No.1-1至No.1-14在端子连接状态下的抗冲击能量均为2J/m以上,多数样品的抗冲击能量为3J/m以上,部分样品的抗冲击能量为3.5J/m以上,或者抗冲击能量进一步为4J/m以上。得到这种结果的一个合理原因在于,由于铜合金线由这样的铜合金构成作为导体,该铜合金具有包含在上述特定含量范围内的Fe和Ti(和Mg,如果需要)的特定组成并且具有高加工硬化系数,因此当对端子连接部分进行塑性加工(例如压缩成形)时,铜合金线表现出基于加工硬化的强度提高效果。例如,通过比较具有不同加工硬化系数的样品No.1-2和No.1-102从而支持了该结论。如表1所示,样品No.1-2的拉伸强度比样品No.1-102小约20%。然而,如表2所示,样品No.1-2的端子固定强度与样品No.1-102大致相同,并且即使导体的残余压缩率(压缩形成状态)相同,样品No.1-2在端子连接状态下的抗冲击能量也明显更大。因此,认为样品No.1-2通过加工硬化补偿了较小的拉伸强度。
此外,还示出了通过调节组成和制造条件而使加工硬化系数改变。例如,对如下样品组进行比较:样品组No.1-1、No.1-13和No.1-101;样品组No.1-2和No.1-3;以及样品组No.1-8和No.1-9,各样品组中的样品具有相同的组成,结果表明,在最终热处理中具有较高温度(分别为550℃、500℃和450℃)的样品No.1-3、No.1-13以及No.1-9表现出高加工硬化系数。具有相同组成的一对样品No.1-6和No.1-102之间的比较表明,通过应用不同的制造条件,可以使加工硬化系数变高。此外,在该试验中,具有相同组成的一对样品No.1-11和No.1-12之间的比较表明,如果以连续加工的方式进行热处理,则加工硬化系数可以较高;并且,样品组No.1-5、No.1-6和No.1-12的比较表明,加工硬化系数可以在不同的组成和/或制造条件下调节到大约相同的水平。
样品No.1-1和No.1-2之间的比较表明,尽管它们具有大致相同的拉伸强度,但含有Mg的样品No.1-2的加工硬化系数更高。尽管样品No.1-2的导体的残余压缩率为70%,并且其压缩成形度高于样品No.1-1,但样品No.1-2的端子固定强度与样品No.1-1大致相同,并且在端子连接状态下的抗冲击能量大于样品No.1-1。可以想到的原因是样品No.1-2具有较高的加工硬化系数,因此通过压缩成形适当地加工硬化。这表明Mg的存在会提供高的加工硬化系数。这还表明,在存在Mg(例如,参见样品No.1-6和No.1-7之间的比较)并且具有较高的Mg含量(例如,参见样品No.1-4和No.1-5之间的比较)的情况下,将获得更高的断裂伸长率。此外,该试验表明,最终热处理中较高的温度倾向于提供在端子连接状态下较高的抗冲击能量。
此外,表2表明样品No.1-1至No.1-14在其主线处具有高抗冲击能量,其中样品No.1-1至No.1-14均包括由具有特定组成的铜合金构成的铜合金线。这意味着线材(这里指压缩绞合线)本身具有优异的抗冲击性。从定量的角度来说,样品No.1-1至No.1-14各自的主线抗冲击能量为5J/m以上,或者主线抗冲击能量进一步为7J/m以上,或主线抗冲击能量为8J/m以上,部分样品的主线抗冲击能为9J/m以上。
另外,表1表明样品No.1-1至No.1-14的铜合金线(其均由具有特定组成的铜合金构成)具有均衡的高强度、高韧性和高导电率。从定量的角度来说,样品No.1-1至No.1-14的铜合金线各自的拉伸强度为350MPa以上,断裂伸长率为5%以上,导电率为55%IACS以上。对于拉伸强度,这里的铜合金线各自的拉伸强度为370MPa以上,多数样品的拉伸强度为400MPa以上,部分样品的拉伸强度为420MPa以上或甚至为450MPa以上。对于断裂伸长率,这里的铜合金线的断裂伸长率均为8%以上,多数样品的断裂伸长率为9%以上或进一步为9.5%以上,部分样品的断裂伸长率为10%以上。对于导电率,这里的铜合金线的导电率为65%IACS以上,多数样品的导电率为68%IACS以上,部分样品的导电率为70%IACS以上。在样品No.1-1至No.1-14的包覆电线中,各包覆电线包括由这种具有均衡的高强度、高韧性和高导电率的铜合金线构成的绞合线作为导体,所述包覆电线同样基本上保持了上述高拉伸强度、高断裂伸长率和高导电率,从而具有均衡的高强度、高韧性和高导电率。因此表明,对于有均衡的高强度、高韧性和高导电率的铜合金线和铜合金绞合线,以及包括该铜合金线或铜合金绞合线作为导体的包覆电线和带端子电线,可以通过将其组成调节为特定组成并通过调节制造条件,以使加工硬化系数为0.1以上来进行制备。
根据表1的结果可以看出,如果铜合金线包含0.1质量%以上1.3质量%以下的Fe、0.05质量%以上0.6质量%以下的Ti以及0.3质量%以下的Mg,且加工硬化系数为0.1以上,则导电率可以为66%IACS以上,拉伸强度可以为371MPa以上,断裂伸长率可以为8%以上。如果Fe的含量为0.65质量%以上1.3质量%以下,则拉伸强度可以为382MPa以上,断裂伸长率可以为10%以上。如果Ti的含量为0.3质量%以上0.6质量%以下,则可以获得类似的效果。如果加工硬化系数为0.15以上,则断裂伸长率可以为12%以上。如果加工硬化系数为0.17以上,则断裂伸长率可以为14%以上。如果加工硬化系数为0.2以上,则断裂伸长率可以为15%以上。
根据表2的结果可以看出,如果铜合金线包含0.1质量%以上1.3质量%以下的Fe、0.05质量%以上0.6质量%以下的Ti以及0.3质量%以下的Mg,且导体的残余压缩率为70%以上,则端子固定强度可以为45N以上,端子连接状态下的抗冲击能量为3J/m以上,抗冲击能量为7J/m以上。如果加工硬化系数为0.1以上,则可以获得类似的效果。如果Mg的含量为0.05质量%以上,则端子连接状态下的抗冲击能量可以为3.6J/m以上,并且抗冲击能量可以为8.5J/m以上。如果Mg的含量为0.21质量%以上,则端子连接状态下的抗冲击能量可以为4.3J/m以上,并且抗冲击能量可以为9.8J/m以上。
另一方面,通过该试验测验拉伸强度和端子固定强度之间的相关性,认为较高的拉伸强度倾向于提供较高的端子固定强度。通过测验断裂伸长率与端子连接状态下的抗冲击能量之间的相关性,认为较高的断裂伸长率倾向于提供较高的端子连接状态下的抗冲击能量。
本发明不限于以上所示的实施例,而是由权利要求的权项限定,并且旨在包含与权利要求的内容等同的含义和范围内的任何修改。
例如,可以适当地改变试验例1的铜合金的组成、铜合金线的线径、用于绞合的线的数量和/或热处理条件。
工业实用性
本发明的包覆电线可以在端子连接到其端部的状态下使用,例如,用作运输机器(例如汽车和飞机)的电线部分,以及诸如控制装置(例如工业机器人)之类的各种电气设备。本发明的带端子电线可用于各种电气设备的电线,例如如上所述的运输机械和控制设备。特别是,本发明的包覆电线和本发明的带端子电线可适用于各种线束部件,例如汽车用线束。本发明的铜合金线和本发明的铜合金绞合线均可用作诸如上述包覆电线之类的电线的导体。
附图标记列表
1:铜合金线;10:铜合金绞合线;3:包覆电线;4:带端子电线;12:端子连接部分;2:绝缘覆层;5:端子;50:线筒部分;52:嵌合部分;54:绝缘筒部分;S:样品;J:夹具;W:落锤。

Claims (9)

1.一种包覆电线,包括位于导体的外侧的绝缘覆层,
所述导体由具有下述组成的铜合金构成:
0.05质量%以上2.0质量%以下的Fe;
0.02质量%以上1.0质量%以下的Ti;
0质量%以上0.6质量%以下的Mg;以及
余量的Cu和杂质,
所述包覆电线为绞合线,该绞合线包括绞合在一起的多根铜合金线,所述多根铜合金线各自的加工硬化系数为0.1以上并且线径为0.5mm以下。
2.根据权利要求1所述的包覆电线,其中所述铜合金含有大于0.15质量%的Mg。
3.根据权利要求1或2所述的包覆电线,其中所述铜合金线各自的拉伸强度为350MPa以上,断裂伸长率为5%以上,并且导电率为55%IACS以上。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的包覆电线,其中所述包覆电线的端子固定强度为45N以上。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的包覆电线,其中在端子连接到所述包覆电线的状态下,所述包覆电线的抗冲击能量为2J/m以上。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的包覆电线,其中所述包覆电线的抗冲击能量为5J/m以上。
7.一种带端子电线,包括:
根据权利要求1至6中任一项所述的包覆电线;以及
连接到所述包覆电线的端部的端子。
8.一种用作导体的铜合金线,该铜合金线由具有以下组成的铜合金构成:
0.05质量%以上2.0质量%以下的Fe;
0.02质量%以上1.0质量%以下的Ti;
0质量%以上0.6质量%以下的Mg;以及
余量的Cu和杂质,
所述铜合金线具有
0.1以上的加工硬化系数,以及
0.5mm以下的线径。
9.一种铜合金绞合线,包括:多根绞合在一起的根据权利要求8所述的铜合金线。
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